NL9201787A

NL9201787A - Lokalisatie van storingen.

Info

Publication number: NL9201787A
Application number: NL9201787A
Authority: NL
Original assignee: Jacobus Lambertus Van Merkstei
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 1994-05-02

Description

LOKALISATIE VAN STORINGEN

Bijvoorbeeld in produktiebedrijven waar vele machines van hetzelfde of verschillend type tegelijkertijd in bedrijf zijn, kan zich het probleem voordoen, dat storingen aan een machine niet tijdig worden opgemerkt. Hierdoor bestaat het gevaar dat de schade aan een machine groter is en daardoor de reparatietijd langer en de kosten hoger, dan in het geval, waarin een storing in een vroeg stadium zou zijn gedetecteerd. Bij gebrek aan automatisch werkende middelen die in staat zijn storingen te lokaliseren neemt men gewoonlijk genoegen met een periodieke inspectie en vindt ingrijpen slechts plaats op het moment, waarop een storing manifest wordt. In het bijzonder kan het met deze bekende wijze van werken niet vermeden worden, dat vooral in lawaaiige omgevingen machines vastlopen, hetgeen stilstand en verlies aan produktiviteit met zich meebrengt.

De uitvinding beoogt, een systeem te bieden, dat in staat is, op automatische wijze een machine te bewaken en bijvoorbeeld controlepersoneel via visuele presentatie en eventueel akoestische alarmering attent te maken op de storing met onmiddellijke indicatie van de plaats daarvan.

In verband met deze doelstelling verschaft de inrichting een systeem voor het lokaliseren en zichtbaar maken van storingen, welk systeem omvat: een microfoon-array, dat gericht moet worden op een althans ten dele mechanisch werkende en daardoor geluidafgevende inrichting, bijvoorbeeld een machine; een presentatie-eenheid, bijvoorbeeld een beeldscherm, voor het afbeelden van die inrichting vanuit althans ongeveer de richting van het microfoon-array, bijvoorbeeld door middel van een video-camera; een centrale signaalverwerkingseenheid, waaraan de van de microfoons van het array afkomstige signalen worden toegevoerd, welke signaalverwerkingseenheid analysemiddelen omvat voor het analyseren van de microfoonsignalen en hun onderlinge samenhang, alsmede met die analysemiddelen verbonden lerende middelen, bijvoorbeeld met neuronale netwerken, een en ander zodanig dat de signaalverwerkings-eenheid na een leerfase kan vaststellen binnen welke tolerantiegrenzen afwijkingen van de spectra, de niveaus en de fasen van de microfoonsignalen toelaatbaar zijn, en onder welke hoek het microfoon-array eventuele afwijkingen waarneemt; en projectiemiddelen voor het op de afbeelding door de presentatie-eenheid projecteren van een visueel waarschuwingssignaal in het gebied van de waargenomen afwijking.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een figuur. Deze toont een machine 1 die een aantal bewegende onderdelen bevat en daardoor geluid afgeeft, dat informatie draagt met betrekking tot de werking van de machine. In het bijzonder de periodiciteit van bepaalde frequentiecomponenten kan belangrijke informatie zijn. Ook andere parameters zijn voor de analyse van geluid met het oog op het detecteren van storingen van belang. In het algemeen zijn dit onder meer de geluidsspectra, de relatieve niveaus bij verschillende frequenties of in verschillende frequentiebanden en fase-relaties.

Op de machine 1 is een video-camera 2 gericht die op een video-monitor 3 een afbeelding 4 van de machine 1 geeft. Naast de video-camera 2 is een microfoon-array 5 opgesteld. Dit array 5 omvat een matrix-vormige structuur met rijen en kolommen van microfoons 6 met onderling bekende posities.

Alle signalen van de microfoons 6 worden via leidingen 7 toegevoerd aan een centrale signaalverwerkingseenheid 8 die analysemiddelen omvat voor het analyseren van de microfoonsignalen en hun onderlinge samenhang, alsmede met die analysemiddelen verbonden lerende middelen, bijvoorbeeld geheugen-achtige structuren met neuronale netwerken. Op basis van deze opbouw is de centrale signaalverwerkingseenheid 8 na een leerfase in staat, vast te stellen, binnen welke tolerantiegrenzen afwijkingen van de genoemde parameters, zoals spectra, niveaus en fasen van de microfoonsignalen toelaatbaar zijn. Bekend is verder dat microfoon-array's van het hiergenoemde en toegepaste type in staat zijn, door analyse van de fasen van specifieke frequentiecomponenten vast te stellen, onder welk azimut en elevatie de betreffende frequentiecomponent het array 5 bereikt. Door de in de figuur weergegeven opstelling is aldus het array na signaalverwerking door de centrale signaalverwerkingseenheid 5, in staat vast te stellen, onder welke hoek het microfoon-array 5 eventuele afwijkingen in het door de machine 1 afgegeven geluid waarneemt. De signaalverwerkingseenheid 6 omvat verder een signaalgenerator die een videosignaal kan genereren op basis van dit hoeksignaal. Het videosignaal wordt toegevoerd aan de video-monitor 3 en geeft daar op de afbeelding 4 van de machine 1 bijvoorbeeld een rood gekleurde, knipperende ring 9 rond de zone 10, waarin het microfoon-array de storing heeft waargenomen. Het videosignaal kan tevens worden gebruikt voor het bekrachtigen van een audio-signaalgenerator 11, die aan een schematisch weergegeven luidspreker 12 een alarmeringssignaal afgeeft, zodat personeelsleden op de gesignaleerde storing worden geattendeerd, zonder dat ze permanent de monitor 30 in het oog houden.

De aandacht wordt erop gevestigd dat ook andere uitvoeringen van het systeem volgens de uitvinding binnen het kader van deze uitvinding vallen.

Bijvoorbeeld kan onder omstandigheden worden volstaan met een één-dimensionaal microfoon-array, dat zich uitstrekt in dwarsrichting ten opzichte van detectiezones waarbinnen storingen kunnen worden gelokaliseerd.

Verder is het niet noodzakelijk gebruik te maken van een video-camera en een video-monitor, maar kan bijvoorbeeld ook worden volstaan met een afbeelding van de betreffende machine, en andere visuele presentatiemiddelen, zoals een aantal in deze afbeelding aanwezige LEDs.

Claims

1. Systeem voor het lokaliseren en zichtbaar maken van storingen, welk systeem omvat: een microfoon-array, dat gericht moet worden op een althans ten dele mechanisch werkende en daardoor geluidafgevende inrichting, bijvoorbeeld een machine; een presentatie-eenheid, bijvoorbeeld een beeldscherm, voor het afbeelden van die inrichting vanuit althans ongeveer de richting van het microfoon-array, bijvoorbeeld door middel van een video-camera; een centrale signaalverwerkingseenheid, waaraan de van de microfoons van het array afkomstige signalen worden toegevoerd, welke signaalverwerkingseenheid analysemiddelen omvat voor het analyseren van de microfoonsignalen en hun onderlinge samenhang, alsmede met die analysemiddelen verbonden lerende middelen, bijvoorbeeld met neuronale netwerken, een en ander zodanig dat de signaalverwerkingseenheid na een leerfase kan vaststellen binnen welke tolerantiegrenzen afwijkingen van de spectra, de niveaus en de fasen van de microfoonsignalen toelaatbaar zijn, en onder welke hoek het microfoon-array eventuele afwijkingen waarneemt; en projectiemiddelen voor het op de afbeelding door de presentatie-eenheid projecteren van een visueel waarschuwingssignaal in het gebied van de waargenomen afwijking.