MX2010011772A - Metodo y dispositivo para reconocer un estado de una maquina a analizar que genera ruido. - Google Patents

Abstract

Esta invención se refiere a un método y un dispositivo para reconocer un estado de un objeto que genera ruido (2) que va a ser estudiado, en donde un modelo estadístico de clasificación básica de características acústicas, el cual es generado para al menos un objeto de referencia, es automáticamente adaptado por una unidad de procesamiento de datos (5) sobre la base de características acústicas de un ruido generado por el objeto (2) para que sea estudiado, en donde dicha unidad de procesamiento de datos (5) clasifica dicho estado de dicho objeto que genera ruido (2) que va a ser estudiado sobre la base del modelo de clasificación estadística adaptado.

Description

O Y DISPOSITIVO PARA RECONOCER EL ESTADO DE UNA A ANALIZAR QUE GENERA RUIDO CAMPO DE LA INVENCION a presente invención hace referencia a un m sitivo para reconocer el estado de una zar que genera ruido, la cual emite un sonido ga a través de un cuerpo o en el aire.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION as máquinas realizan movimientos, durante los cu an señales de oscilación, particularmente señ ación acústica. Las señales de oscilación genera áquina, un sistema o un dispositivo electromecan ten obtener conclusiones acerca del estado de los momento de la medición, estado que puede al as y dispositivos produce cambios en las señ ación que se generan, en particular, en sus em icas. Las señales de oscilación, particularme es sonoras acústicas, que genera una máquina, si sitivo no dependen sólo del desgaste sino tamb de estructura. Las máquinas, sistemas y dispo lmente tienen distintos tipos de productos o de un grupo de productos. Por ejemplo, un fab producir diferentes tipos de bombas de agua o de señales sonoras serán a la par diferentes. Tambi s manufacturados dentro de los grupos de prod tes de productos tienen tolerancias de fabricaci istintos grupos de productos u objetos pueden tas señales sonoras debido a las toleranc ación. Además de las influencias del envejecim rga y las tolerancias de fabricación, las prop lidad de registros, particularmente registros s uales consideran distintas variables que influy lo, se registran las señales acústicas emitidas tipo en distintas condiciones climáticas y con di s en diferentes momentos. Para considerar las di bles que influyen, se deben registrar una plural tros . La generación de modelos basada en el proto e más compleja, cuanto más diferentes son las v roducto. Los datos obtenidos durante el entrenami zan para generar un modelo estadístico o un o del objeto o producto, que luego puede utilizar ficar una señal sonora emitida por un p cado, durante su operación continua después de la rcha. El estado de operación de un product orearse según la clasificación de la señal son manera se reconoce cualquier error de estado que no distinto del que se encontraba el prototip to de 1 registrar los datos de entrenamiento. L es decir las emisiones acústicas del objeto a a verse superpuesta por el ruido ambiente en la f señal de interferencia. Por ejemplo, los da namiento pueden registrarse en un prototipo colo pacio con poca reverberación, mientras que el o zar, quizás una máquina de fabricación, se e o de una fábrica en donde las señales . acúst jan en gran medida. El producto o sistema a én puede tener un espectro de emisión acústica di 1 prototipo debido a las tolerancias de fabricae onfiguración distinta.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es, por lo ístico básico de clasificación de carácte icas generado para, al menos, un objeto de ref apta, de manera automática, a partir de carácte icas de un ruido generado por el objeto a analiza al modelo estadístico de clasificación adapt a cabo una clasificación del objeto a anali a ruidos .

El objeto que genera ruido puede ser una máqu sitivo o un sistema, como por ejemplo un co .

En una realización del método de la invención el ferencia está conformado como un prototipo del o zar .

En una realización del método de la invención, el lizar que genera ruido cuenta con, al menos, un enera ruidos, accionado por un motor. os, llevados a cabo en el elemento de refere entes condiciones o en diferentes momentos.

En una realización del método de la invención el istico básico de clasificación generado es almace emoria . n una realización del método de la invención el o de clasificación almacenado, se adapta automáti se en una cantidad de registros sonoros realizado o a analizar que genera ruidos, y se almacenan ia intermedia como modelo estadístico de clasif ado . n una realización del método de la invenci tros sonoros se realizan mediante cap eléctricos de sonido que capturan una señal a gada a través del aire o a través de un cuerpo. n una realización del método de la invención el En una realización del método de la invención, p entes posiciones posibles de los ca eléctricos de sonido, desplazados a lo largo del lizar se calcula un modelo de clasificación est ado .

En una realización del método de la invención, p entes posiciones posibles de los ca léctricos de sonido se calcula, respectivame o de clasificación estadístico adaptado.

En una realización del método de la invenci iones posibles del captador piezoeléctrico de sponden a la disposición espacial de diferentes bjeto a analizar que genera ruidos. a invención crea también un dispositivo para re tado de un objeto a analizar que genera ruidos, e modelo estadístico básico de clasificaci En una realización del dispositivo de la in dispositivo tiene, al menos, un captador piezoel nido para registrar una señal acústica prop s del aire o a través de un cuerpo, generada o a analizar que genera ruidos .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS as realizaciones del método de la invenció sitivo de la invención para reconocer el estad o a analizar que genera ruidos se descr nuacion para explicar las características esenci vención con referencia a las figuras adjuntas, a Figura 1 muestra un diagrama de flujo para i osible realización del método de la invención; a Figura 2 muestra otro diagrama para ilus DESCRPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN omo se muestra en la Figura 1, con el método ción en el paso SI, los captadores piezoeléctr o o sensores se utilizan en primer lugar para r tros sonoros en un objeto de referencia del o zar que genera ruidos. El objeto de referencia pu ototipo del objeto. El objeto es, por ejemp a o un dispositivo el cual genera ruido dur ción continúa. La señal sonora puede ser un ica propagada a través del aire o a través de un jeto a analizar también puede ser un sistema, t istema químico que produce ruido, por ejemplo de nstalaciones o tuberías de un tanque durante un o de elaboración. El ruido o las señales de ose cogen o registran mediante captadores piezoeléctr espués, en el paso S2 , basándose en los re os, se extraen las características m de la señal la señal de oscilación. Las posibles carácter por ejemplo, la amplitud o volumen del sonido a. Otras características posibles son terísticas espectrales de la señal sonora aciones temporales. También se pueden terísticas del espectro de modulación, por ejem caso puede determinarse un vector M característi diferentes registros realizados sobre el obj encia. Normalmente se consideran las caracterís 0 de la señal sonora. El número N de registro o de referencia se establece como una función del nsideración . Generalmente, se evalúan los regis o N>100 del objeto de referencia. Los vect terísticos, cada uno de los cuales comprende n el siguiente paso S3 las señales sonoras gan a través del aire o a través de un cu tran o se recogen a través de los cap eléctricos de sonido en el objeto a analizar. El ístico básico de clasificación de carácter icas m, generado en el paso S2, se adapta, de tica en el paso S3 a partir de carácter icas m de la señal sonora captada en el paso S3. le realización, el modelo básico de clasificación os, un parámetro estadístico P para cada caracte tos parámetros estadísticos P incluyen, por ejem medio µ o una varianza s2. Las características m e en una distribución de Gauss, con un valor me rianza s2 de las distribuciones especificadas pa erística m según los registros de sonido del ob ncía. Por ejemplo, en el paso SI los regis espués, en el paso S4 el modelo básico de clasif apta según los registros de sonido realizados o a analizar en el paso S3, al adaptar los pa ísticos P para cada característica m del modelo lasificación según corresponda. En una zación del método de la invención el registro de objeto a analizar en el paso S3 y la adapta o básico de clasificación en el paso S4 pueden 1 O durante la puesta en marcha del objeto a anali ealización alternativa, el registro de sonido en la adaptación en el paso S4 pueden llevarse a alos regulares de mantenimiento, una vez al lo. En otra posible realización, el registro de 1 paso S3 y la adaptación tdel modelo bás ficación en el paso S4 pueden llevarse a cabo cua odificacion del entorno acústico del objeto a an rollarse de acuerdo con todas, o algunas, terísticas m del modelo básico de clasif ado . Por ejemplo, un objeto a analizar que gener a clasificarse de defectuoso si la carácte en supera el valor umbral establecido. n el siguiente paso S6 el estado clasificado del lizar es la producción y las medidas necesar lecidas según sea necesario. a Figura 2 muestra un diagrama para cl.arifi le realización del método de la invención para re tado del objeto a analizar que genera ruido. El rado en la Figura 2 es una máquina que proporcion icos. Los registros de sonido se realizan en cia en prototipos n de la máquina y se genera un istico básico de clasificación universal de acue atos de entrenamiento. Este modelo estadístico bá rciona una señal acústica o datos acústicos zan para la adaptación individual del mod ficación universal almacenado. sto da como resultado un modelo de clasif ativo asociado para cada m quina, que puede alm ralmente en una memoria. El estado de la res na a analizar, que genera ruido se cl riormente mediante un algoritmo basado en el mo ficación estadística adaptado, para poder capt o operativo o generar un informe de errores . ra en la Figura 2 , el importante coste requeri ar un modelo dQ clasificación basado en, al me tipo se requiere una sola vez. La subs ación, del ya formado modelo estadístico bás ficación, puede llevarse a cabo mediante computa coste en un corto plazo o en tiempo real. Si ístico básico de clasificación también se ne ivamente pocos datos acústicos adiciona ivamente pocos registros de sonido adicionales ctiva máquina u objeto. El método de la ir lece un enfoque de dos etapas, a saber, pri ción de un modelo estadístico básico de clasifi rsal seguido de una adaptación de este mod ficación para el respectivo objeto a analizar a Figura 3 muestra una realización a modo de eje spositivo de la invención 1 para reconocer el es jeto a analizar que genera ruido. El objeto 2 a a or ejemplo, un dispositivo o una máquina. El disp ne, al menos, un equipo 3 para captar las as propagadas a través del aire o a través de un adas por el objeto a analizar, que genera ruid sonora o la señal de vibración en una señal eléc ite mediante una línea 4 conectada a una un Sarniento de datos 5. La unidad de procesamiento d por ejemplo, un microprocesador en el que se eje ma. La unidad de procesamiento de datos tada a través de líneas 6 a una memoria 7, en la na el modelo básico de clasificación. zación alternativa, la unidad de procesamiento d ibe el modelo básico de clasificación a través faz. La unidad de procesamiento de datos 5 ad estadístico básico de clasificación de carácter icas, a partir de características acústicas m generado por el objeto 2 a analizar, que genera tado del objeto a analizar que genera ruid icado por la unidad de procesamiento de dato de un algoritmo de clasificación a partir del o de un objeto a analizar que genera ruido 2. zación a modo de ejemplo el objeto que genera rui áquina o dispositivo, el cual tiene una plural os de máquina 2-1, 2-2 hasta 2-k de idéntica el lo de estas máquinas 2 es un sistema de clasif izada de cartas, que cuenta con una plurali tos o compartimentos de clasificación de i ctura. Los distintos segmentos o módulos del sis enamiento de cartas 2 están sujetos a diferentes terminadas circunstancias y por lo tanto, exper entes niveles de desgaste. Dicho siste ficación de cartas también puede encontra itos entornos acústicos. En la realización a lo que se ilustra en la Figura 4A se añade un equ ódulo de la máquina 2, con el objetivo de monito operativo del respectivo módulo a partir de l la unidad de procesamiento de datos 5 a través faz aérea, por ejemplo. Debido a que se co sición espacial de los diferentes módulos 2 -i de o a analizar 2, la unidad de procesamiento de calcular un modelo de clasificación est ado por cada una de las posiciones del c eléctrico de sonido acústico 3 mientras pasa a bjeto a analizar 2. Por ejemplo, en un sis ficación mecanizada de cartas se conoce la dist los distintos segmentos o compartiment ficación. Las diferentes posiciones posibl dor piezoeléctrico de sonido 3 corresponden sición espacial de diferentes módulos 2-i del sis ficación de cartas a analizar que genera ruidos 2 n una posible realización, se crea un mod ficación adaptado para todo el sistema de clasif miento y captan el sonido propagado a través o . En una posible realización los micrófonos una característica direccional específica. La di los micrófonos o equipos 3 hasta el objeto a ana variar de unos milímetros a varios metros. le realización, el monitoreo acústico se real de un solo captador piezoeléctrico de sonido 3, a de clasificación de cartas 2 pasa, de ática o manual, para encontrar un error. zación alternativa, se proporcionan varios cap eléctricos de sonido 3, cada uno de los cuales c rte del sistema u objeto a analizar 2. i se crea un modelo de clasificación adaptado pa stema o todo el sistema de clasificación de carta ción puede llevarse a cabo colocando el c léctrico de sonido 3 en distintas pos mente en el sensor o captador piezoeléctrico de s manera alternativa, centralmente. Alternativame dor piezoeléctrico de sonido 3 puede moverse a di iones del sistema de clasificación de carta trar allí los datos acústicos de manera lo dor piezoeléctrico de sonido 3 también puede calc o de clasificación adaptado para la respectiva aptador piezoeléctrico de sonido o calcular mod ficación adaptados a partir de un número de pos rables, por ejemplo, para los segmentos o módulo na de idéntica estructura.

Si en una de las posibles realizaciones el mo ficación se adapta una vez durante la puesta en istema de clasificación de cartas 2, el o los cap eléctricos 3 se encienden en el estado o ificación" y se activa un reconocimiento de erro vención para el reconocimiento de el estado de u lizar que genera ruido 2 se aplica a cualquier por ejemplo motores de monitoreo, bombas, sist atización o sistemas químicos.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antece clama como propiedad lo contenido en las siguient dicaciones . REIVINDICACIONES . Método para reconocer el estado de un o zar (2) que genera ruido, en donde un modelo esta , de clasificación de características acú do para, al menos, un objeto de referencia, se manera individual y automática, a part erísticas acústicas (m) de un ruido generado a analizar (2) y, sobre la base del modelo esta asif icación, de adaptación individual, se lleva lasificación del objeto a analizar (2) que . . Método según la reivindicación 1, en donde el valos regulares de mantenimiento, o en el caso icación del entorno acústico del objeto a analiza 5. Método según la reivindicación 1, en donde el ístico básico, de clasificación de carácte icas se genera a partir de una pluralidad de re os, llevados a cabo en el elemento de refere entes condiciones o en diferentes momentos. 6. Método según la reivindicación 5, en donde el ístico básico de clasificación generado es almace emoria (7) . 7. Método según la reivindicación 6, en donde el o de clasificación almacenado, basado en una cant tros sonoros realizados en el objeto a analizar { a ruidos, es adaptado automáticamente y es almace memoria intermedia como modelo estadísti ficación adaptado. 10. Método según la reivindicación 8, en do dores piezoeléctricos de sonido se disponen en el lizar (2) , que genera ruidos, o son desplazad del objeto a analizar que genera ruidos. 11. Método según la reivindicación 10, en dond diferentes posiciones posibles de los ca léctricos de sonido, desplazados a lo largo del lizar (2) se calcula, respectivamente, un mo ficación estadístico adaptado. 12. Método según la reivindicación 11, en do iones posibles del captador piezoeléctrico de son sponden a la disposición espacial de diferentes jeto a analizar (2) que genera ruidos. 13. Método para reconocer el estado de un ele zar, que genera ruidos, en donde un modelo est o de clasificación de características ac 14. Dispositivo según la reivindicación 13, , un captador piezoeléctrico de sonido (3 trar una señal acústica propagada a través del a s de un cuerpo generada por el objeto a analizar a ruidos. 15. Programa de computación con instruccio ama para la realización del método seg ndicaciones 1 - 12. 16. Soporte de datos para almacenar el prog tación según la reivindicación 15.