CN208803843U - 设备的音频监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种设备的音频监控装置，包括音频信号定向采集器、数模处理器、音频数据存储器、微处理器和音频信号输出单元，该音频信号定向采集器定向采集设备的音频信号，并传输给该数模处理器，该数模处理器对采集的设备的音频信号进行预处理，并将获得的设备特征声音信号转换为数字信号，传输给该音频数据存储器进行数据存储，该微处理器将该音频数据存储器存储的数字信号与标准特征信号进行对比，判断设备是否运行正常运行，并将判断结果发送至该音频信号输出单元，该音频信号输出单元输出判断结果。该设备的音频监控装置能够迅速判断设备运行的状态正常与否，做到了提前发现设备故障，减少人工误判，提高了设备的本质安全性。

Description

设备的音频监控装置

技术领域

本实用新型涉及设备监测技术领域，特别是涉及到一种设备的音频监控装置。

背景技术

随着油田对安全生产的要求逐步增高，各种新型的自动化技术、网络通信技术、信息处理技术等相继应用于运行设备的安全智能建设当中。作为油气储运工作的核心节点，输油设备的安全高质运行是日常工作中的重中之重。对运行设备的运行状态监控主要由值班人员定时定点对其例行巡查，通过人工录取温度、压力、震动等数据，观察各部位运行状态、听取设备运行声音并进行人为比对，判断输油设备运行状态，从而进行设备维护和必要的状态检测。

现有对运行设备的监控手段，除了通过数据对比，主要就是依靠员工长期工作的经验，在听取设备运行声音时来判断其运行状态是否正常。实际工作中，是由工作人员在现场听设备发出的声音，据此来判断设备运行状态。这种方法存在以下缺陷：1、必须要求岗位工人或者维修人员有丰富的现场实践经验，现有员工素质难以达到要求。2、对设备运行声音异常无相关依据，故判断准确度较低，对一些潜在隐患和故障无法及时判断。3、工作人员在操作时要贴近运行设备，存在一定的安全隐患。为为此我们发明了一种新的设备的音频监控装置，解决了以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够对运行设备的声音进行自动辨识，为设备安全运行提供准确依据的设备的音频监控装置。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：设备的音频监控装置，该设备的音频监控装置包括音频信号定向采集器、数模处理器、音频数据存储器、微处理器和音频信号输出单元，该音频信号定向采集器连接于该数模处理器，定向采集设备的音频信号，并传输给该数模处理器，该数模处理器连接于该音频数据存储器，对采集的设备的音频信号进行预处理，并将获得的设备特征声音信号转换为数字信号，传输给该音频数据存储器进行数据存储，该微处理器连接于该音频数据存储器，将该音频数据存储器存储的数字信号与标准特征信号进行对比，判断设备是否运行正常，并将判断结果发送至该音频信号输出单元，该音频信号输出单元连接于该微处理器，输出判断结果。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

该设备的音频监控装置还包括标准音频存储器，该标准音频存储器连接于该微处理器，存储标准特征信号。

该音频信号定向采集器、该数模处理器、该音频数据存储器、该标准音频存储器、该微处理器和该音频信号输出单元均制作在同一便携式设备中。

该音频信号定向采集器安装在运行设备上，通过有线或无线方式与该数模处理器进行数据传输。

该音频信号输出单元包括声光报警器，在判断结果为设备未正常运行时，该声光报警器发出声光报警。

该音频信号输出单元包括括音频播放器，该音频播放器根据判断结果，提示设备运行情况异常。

本实用新型中的设备的音频监控装置，将设备正常运行状态下的音频信号处理后转换为数字信号，作为判断设备是否正常运行的依据。能够对运行设备的声音信号进行采集、处理并存储在音频存储器内。微处理器能够对存储器中的音频数据进行比对，根据数据比较分析器判别的结果分别将正常、异常数据信号输出，并做出是否报警处理。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、该装置利用了音频识别技术，首先建立设备正常运行标准音频模板，在现场巡检时能够迅速识别所采集声音的音频、响度、音色，并判断设备运行的状态正常与否。

2、该装置提高了岗位工人巡检及时准确发现设备运行故障的成功率，做到了提前发现设备故障，减少人工误判，提高了设备的本质安全性。

附图说明

图1为本实用新型的设备的音频监控装置的一具体结构简图；

具体实施方式

为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施实例，并配合附图所示，作详细说明如下。

声音有三大特征：音频、响度、音色，作为声音的区分特征，音色和响度识别并不能满足要求，只能作为模糊区分的指标，频率才是声音精准区分的重点。频率是每秒经过一个定点的声波数量，每台设备因制造误差、工作状态不同运转发出的声音总是有区别的，如同人的声纹。音频监控设备在识别过程中需要先对设备运行声音信号分帧，然后对每帧做傅里叶变换处理，如果与正常运行声音的频率不同，则认定为非正常状态。而其先决条件是先录入该设备正常运行的声音，进行数字信号转换处理并存储，作为匹配对比依据。

本实用新型首先是制作标准模板，分正常运行标准模板和故障特征标准模板。在设备正常运行时，使用定向拾音头，通过预处理电路提取与设备运行特征相符的音频信号，将该音频信号进行处理为样本，进行存储。对同一设备不同工作状态(转速、载荷)下的声音样本，可进行多次采集分析其特征，并组成该设备特色算法与获取的样本关联，构成该设备的正常运行标准模板。对设备常见的故障现象进行模拟，并录取其声音，分析特性，构建故障特征模板。标准模板存储到标准音频存储器4。

在巡检设备或监控设备时，携带的或固定的音频监控装置，装置中的音频信号定向采集器1，采集设备运行时的音频数据，经数模处理器2预处理，然后再将该数据转化为数字信号并存储在音频数据存储器3中。微处理器5将存储在音频处理器3中的数据与标准音频处理器4中存储的标准模板进行比对和运算，剔除转速、负荷等正常运行变化对声音的影响外，做出是否发出警报处理；预设故障类型模板，可以对应给出设备摩擦、抽空、超负荷等；可就获取的音频数据是否符合正常运行标准模板，或符合故障特征模板做出判断。并经音频信号输出单元6输出声音或光信号，提示巡检人员注意。音频监控装置可对现场设备运行状态，包括频谱分析、特征参数提取和设备工况判断，当识别出异常音频数据时，音频监控装置会发出报警提醒运行人员注意。

如图1所示，图1为本实用新型的设备的音频监控装置的结构图。该设备的音频监控装置由音频信号定向采集器1、数模处理器2、音频数据存储器3、标准音频存储器4、微处理器5和音频信号输出单元6组成。

音频信号定向采集器1起到定向采集音频信号，并传输给数模处理器2，可以安装在运行设备上，通过有线或无线方式传给数模处理器2，也可以与其他部分电路组成一体，做成便携设备。可对设备运行状态下的声音进行采集。

数模处理器2连接于音频信号定向采集器1，对采集的音频信号进行预处理，并将获得的设备特征声音信号转换为数字信号。

音频数据存储器3连接于数模处理器2，将转换完成的数字信号进行存储。

标准音频存储器4连接于微处理器5，用来存储设备正常运行时，获取的特征信号标准比对模板，收到对比指令时向微处理器5提供对比模板。

微处理器5内含编制好的程序，可接收人机界面指令，控制音频监控装置各部分工作。可在获得指令后，控制音频信号定向采集器1获得音频信号，控制数模处理器2提取出特征音频信号，制成可供对比的模板，并存储到音频数据存储3的指定位置。再将标准音频存储器4内的数据和音频数据存储器3内的数据进行比对，做出设备正常运行与否或是否符合故障标准音频模板的判断。指示信号输出装置6输出对应声光信号。

音频信号输出单元6连接于微处理器5，将比对结果作为判断结果输出，提醒巡检人员或监控人员注意。在一实施例中，音频信号输出单元6包括声光报警器，在判断结果为设备未正常运行时，该声光报警器发出声光报警。音频信号输出单元6还包括音频播放器，根据判断结果，提示设备运行情况异常。

Claims (6)

1.设备的音频监控装置，其特征在于，该设备的音频监控装置包括音频信号定向采集器、数模处理器、音频数据存储器、微处理器和音频信号输出单元，该音频信号定向采集器连接于该数模处理器，定向采集设备的音频信号，并传输给该数模处理器，该数模处理器连接于该音频数据存储器，对采集的设备的音频信号进行预处理，并将获得的设备特征声音信号转换为数字信号，传输给该音频数据存储器进行数据存储，该微处理器连接于该音频数据存储器，将该音频数据存储器存储的数字信号与标准特征信号进行对比，判断设备是否运行正常运行，并将判断结果发送至该音频信号输出单元，该音频信号输出单元连接于该微处理器，输出判断结果。

2.根据权利要求1所述的设备的音频监控装置，其特征在于，该设备的音频监控装置还包括标准音频存储器，该标准音频存储器连接于该微处理器，存储标准特征信号。

3.根据权利要求2所述的设备的音频监控装置，其特征在于，该音频信号定向采集器、该数模处理器、该音频数据存储器、该标准音频存储器、该微处理器和该音频信号输出单元均制作在同一便携式设备中。

4.根据权利要求1所述的设备的音频监控装置，其特征在于，该音频信号定向采集器安装在运行设备上，通过有线或无线方式与该数模处理器进行数据传输。

5.根据权利要求1所述的设备的音频监控装置，其特征在于，该音频信号输出单元包括声光报警器，在判断结果为设备未正常运行时，该声光报警器发出声光报警。

6.根据权利要求1所述的设备的音频监控装置，其特征在于，该音频信号输出单元包括括音频播放器，该音频播放器根据判断结果，提示设备运行情况异常。