CN224175949U - 一种多通道同步声信号采集与故障定位终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，包括机壳，所述机壳的内部安装有主体组件，所述主体组件包括电路板、两个安装座、两个安装柱、安装板和两个滑动座。本实用新型通过麦克风实时采集电网中的声音信号，并将模拟电信号传输给多通道同步采集模块，处理模块运用数字信号处理算法计算噪声强度，分析不同频率成分的噪声分布，通过机器学习或模式识别算法，将采集到的声信号特征与预先存储的正常噪声模型进行比对，识别异常噪声，通过三角定位等算法计算故障点位，然后将分析得到的噪声强度、异常噪声特征和故障点位等信息进行打包处理，传输到外部监控中心。

Description

一种多通道同步声信号采集与故障定位终端

技术领域

本实用新型涉及一种终端，具体为多通道同步声信号采集与故障定位终端，属于采集终端技术领域。

背景技术

针对电网设备特别是变电站设备在运行过程中可能产生的厂界环境噪声，需要进一步强化环保监督工作，减少噪声对生态环境和居民的影响，目前主要采用人工定期测量方式，工作量大、耗时长，且测量准确性不足，且市面上常见的噪声监测装置价格高昂，且需另外架设线路用电，这些都限制了声信号采集终端在变电站的规模化、快速化、低成本应用，因此需要使用声信号采集终端进行噪声监测，使用变电站声信号采集终端可以释放开展噪声普遍测量所占用的人力、物力资源。

目前，市面上广泛应用的声信号采集终端多为通用型分贝仪，这类设备存在诸多局限性。从功能层面来看，其仅能完成基础的分贝数值测量，既缺乏网络管理能力，无法实现数据的远程传输与集中管控，也不具备噪音分析解算功能，难以对采集到的声信号进行深入剖析；在性能指标方面，通用分贝仪的测量精度较低，容易出现较大误差，且采样率不足，难以捕捉到复杂声环境中的细微变化，难以满足高精度、智能化的声信号采集与分析需求，为此，提出一种多通道同步声信号采集与故障定位终端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，以解决上述背景技术中提出的问题之一。

本实用新型由如下技术方案实施：一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，包括机壳，所述机壳的内部安装有主体组件，所述主体组件包括电路板、两个安装座、两个安装柱、安装板和两个滑动座；

两个所述安装座对称固定连接于机壳的内壁两侧，所述滑动座滑动连接于安装座的内部，所述安装板固定连接于两个滑动座的相对面，所述安装柱对称固定连接于安装板的上表面，所述电路板安装于安装柱的顶部并通过螺丝固定连接，所述电路板上安装有电源模块、多通道同步采集模块、ADC模块、处理模块、北斗定位授时模块、G通信模块和WiFi模块。

作为本技术方案的进一步优选的：所述安装座的内底壁对称固定连接有两个定位柱。

作为本技术方案的进一步优选的：所述滑动座的内部对称开设有两个定位孔，所述定位柱插接于定位孔的内部。

作为本技术方案的进一步优选的：所述定位柱的外侧壁螺纹连接有螺母，所述螺母贴合于滑动座的上表面并限定滑动座的位置。

作为本技术方案的进一步优选的：所述机壳的顶部通过螺丝固定连接有顶盖，所述顶盖的外侧壁底部嵌接有密封圈，所述顶盖的底部插接于机壳的内部。

作为本技术方案的进一步优选的：所述机壳的一侧安装有天线。

作为本技术方案的进一步优选的：所述机壳的内后壁固定连接有电池安装罩，所述电池安装罩位于电路板的下方。

作为本技术方案的进一步优选的：所述机壳的前表面安装有指示灯。

本实用新型的优点：

1、本实用新型通过麦克风实时采集电网中的声音信号，并将模拟电信号传输给多通道同步采集模块，处理模块运用数字信号处理算法计算噪声强度，分析不同频率成分的噪声分布，通过机器学习或模式识别算法，将采集到的声信号特征与预先存储的正常噪声模型进行比对，识别异常噪声，当检测到异常噪声时，处理模块利用多通道采集的声信号时间差信息和北斗定位授时模块提供的时间同步信息，结合已知的麦克风位置和声速等参数，通过三角定位等算法计算故障点位，然后将分析得到的噪声强度、异常噪声特征和故障点位等信息进行打包处理，传输到外部监控中心；

2、本实用新型集成度高，方便安装和使用，通过高精度的同步采样，结合噪声分析算法，可以分析出电网中噪声强度、异常噪声、故障点位。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的结构分解示意图；

图3为本实用新型的安装座安装位置示意图；

图4为本实用新型的滑动座结构示意图。

图中：101、主体组件；11、机壳；12、电路板；13、电源模块；14、安装座；15、多通道同步采集模块；16、ADC模块；17、处理模块；18、北斗定位授时模块；19、5G通信模块；20、WiFi模块；21、定位柱；22、安装柱；23、安装板；24、滑动座；25、定位孔；26、螺母；31、顶盖；32、密封圈；33、天线；34、电池安装罩；35、指示灯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-图4，本实用新型提供一种技术方案：一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，包括机壳11，机壳11的内部安装有主体组件101，主体组件101包括电路板12、两个安装座14、两个安装柱22、安装板23和两个滑动座24；

两个安装座14对称固定连接于机壳11的内壁两侧，滑动座24滑动连接于安装座14的内部，安装板23固定连接于两个滑动座24的相对面，安装柱22对称固定连接于安装板23的上表面，电路板12安装于安装柱22的顶部并通过螺丝固定连接，电路板12上安装有电源模块13、多通道同步采集模块15、ADC模块16、处理模块17、北斗定位授时模块18、5G通信模块19和WiFi模块20，机壳11的一侧安装有天线33；

其中，处理模块17，用于对采集到的声信号数据进行复杂的算法处理、分析，包括噪声强度计算、异常噪声特征提取与识别，以及根据声信号特征和定位算法确定故障点位，同时，协调和管理终端内各个模块的工作，处理与外部通信的数据交互；

处理模块17基于数字信号处理技术，运用快速傅里叶变换（FFT）等算法将时域的声信号转换为频域信号，以便分析不同频率成分的噪声强度。通过机器学习或模式识别算法，对噪声的特征进行学习和比对，从而识别正常和异常噪声，在故障定位方面，利用多通道采集的声信号时间差等信息，结合已知的麦克风位置和声速等参数，通过三角定位等算法计算故障点位。

电源模块13用于将锂电池提供的直流电源进行稳压、滤波和电压转换，为终端内的各个模块提供稳定、合适的电源电压，确保各模块正常工作；

多通道同步采集模块15，用于实现对多个麦克风采集的声信号进行同步采集和预处理，将模拟声信号转换为数字信号，并将处理后的数据传输给处理模块17，麦克风安装在电站中，以采集电站设备在运行过程中产生的噪声。

ADC模块16用于将麦克风输出的模拟电信号转换为数字信号，以便后续的数字信号处理和分析；

北斗定位授时模块18用于为终端提供精确的位置信息和时间同步信息，位置信息用于确定终端在电站中的安装位置，时间同步信息则保证多通道采集的声信号在时间上有准确的参照，对于故障定位至关重要；

5G通信模块19和WiFi模块20用于实现终端与外部监控中心或其他设备的数据通信，5G通信模块19提供高速、稳定的远程通信能力，适用于将采集和分析的数据实时传输到远程监控中心；WiFi模块20则提供短距离的无线通信能力，方便在电站内部进行设备配置、数据传输和调试。

本实施例中，具体的：安装座14的内底壁对称固定连接有两个定位柱21，滑动座24的内部对称开设有两个定位孔25，定位柱21插接于定位孔25的内部，定位柱21的外侧壁螺纹连接有螺母26，螺母26贴合于滑动座24的上表面并限定滑动座24的位置，进而通过定位柱21、定位孔25、螺母26等结构的配合，方便对安装板23进行快速拆卸，以取下电路板12。

本实施例中，具体的：机壳11的顶部通过螺丝固定连接有顶盖31，顶盖31的外侧壁底部嵌接有密封圈32，顶盖31的底部插接于机壳11的内部，进而通过密封圈32可以保证终端整体的密封性能。

本实施例中，具体的：机壳11的内后壁固定连接有电池安装罩34，电池安装罩34位于电路板12的下方，电池安装罩34的内部安装有锂电池，锂电池用于为整个终端提供独立的电源，保证终端在无外部电源供应的情况下能够持续工作，提高终端的便携性和使用灵活性；

锂电池通过导线连接到电源模块13的输入端，电源模块13根据各个模块的需求，通过不同的电压输出线路为处理模块17、多通道同步采集模块15、北斗定位授时模块18、5G通信模块19、WiFi模块20等提供电源；

麦克风采集的声信号通过音频线连接到多通道同步采集模块15的相应通道输入接口；

多通道同步采集模块15将处理后的数字声信号发送到处理模块17；

北斗定位授时模块18将位置和时间信息传输给处理模块17；

处理模块17与5G通信模块19和WiFi模块20进行通信，控制数据传输和模块配置；同时，5G通信模块19和WiFi模块20与处理模块17进行数据交互；

处理模块17的型号为：HY-6678A；

本实用新型中，电源模块13、多通道同步采集模块15、ADC模块16、处理模块17、北斗定位授时模块18、5G通信模块19、天线33和WiFi模块20均为现有技术，因此其内部结构、工作原理以及连接、控制方式均不再赘述。

本实施例中，具体的：机壳11的前表面安装有指示灯35，用于显示工作状态，机壳11的前表面还安装有连接端子。

工作原理或者结构原理，使用时，终端上电后，电源模块13为各个模块提供稳定的电源，处理模块17进行自检和初始化，加载必要的程序和算法，多通道同步采集模块15进行配置和初始化，设置采样率、同步时钟等参数；北斗定位授时模块18启动，搜索并锁定北斗卫星信号，获取初始的位置和时间信息，5G通信模块19和WiFi模块20进行网络搜索和连接，与外部监控中心或本地网络建立通信链路；

麦克风实时采集电网中的声音信号，并将模拟电信号传输给多通道同步采集模块15，多通道同步采集模块15按照预设的采样率和同步时钟，对多个通道的模拟声信号进行同步采样和量化，转换为数字信号，并进行初步的预处理，处理后的数字声信号通过高速数据总线传输给处理模块17，处理模块17接收多通道同步采集模块15传输的数字声信号，运用数字信号处理算法计算噪声强度，分析不同频率成分的噪声分布，通过机器学习或模式识别算法，将采集到的声信号特征与预先存储的正常噪声模型进行比对，识别异常噪声，当检测到异常噪声时，处理模块17利用多通道采集的声信号时间差信息和北斗定位授时模块18提供的时间同步信息，结合已知的麦克风位置和声速等参数，通过三角定位等算法计算故障点位，处理模块17将分析得到的噪声强度、异常噪声特征和故障点位等信息进行打包处理，根据预设的通信策略，通过5G通信模块19或WiFi模块20将数据实时传输到外部监控中心，同时，部分数据也可以在终端内部进行本地存储，以备后续查询和分析。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，包括机壳（11），所述机壳（11）的内部安装有主体组件（101），所述主体组件（101）包括电路板（12）、两个安装座（14）、两个安装柱（22）、安装板（23）和两个滑动座（24）；

两个所述安装座（14）对称固定连接于机壳（11）的内壁两侧，所述滑动座（24）滑动连接于安装座（14）的内部，所述安装板（23）固定连接于两个滑动座（24）的相对面，所述安装柱（22）对称固定连接于安装板（23）的上表面，所述电路板（12）安装于安装柱（22）的顶部并通过螺丝固定连接，所述电路板（12）上安装有电源模块（13）、多通道同步采集模块（15）、ADC模块（16）、处理模块（17）、北斗定位授时模块（18）、5G通信模块（19）和WiFi模块（20）。

2.根据权利要求1所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述安装座（14）的内底壁对称固定连接有两个定位柱（21）。

3.根据权利要求2所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述滑动座（24）的内部对称开设有两个定位孔（25），所述定位柱（21）插接于定位孔（25）的内部。

4.根据权利要求3所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述定位柱（21）的外侧壁螺纹连接有螺母（26），所述螺母（26）贴合于滑动座（24）的上表面并限定滑动座（24）的位置。

5.根据权利要求1所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述机壳（11）的顶部通过螺丝固定连接有顶盖（31），所述顶盖（31）的外侧壁底部嵌接有密封圈（32），所述顶盖（31）的底部插接于机壳（11）的内部。

6.根据权利要求5所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述机壳（11）的一侧安装有天线（33）。

7.根据权利要求6所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述机壳（11）的内后壁固定连接有电池安装罩（34），所述电池安装罩（34）位于电路板（12）的下方。

8.根据权利要求1所述的一种多通道同步声信号采集与故障定位终端，其特征在于，所述机壳（11）的前表面安装有指示灯（35）。