[發(fā)明專利]用于對產(chǎn)生噪聲的待檢機器進(jìn)行狀態(tài)識別的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980114752.8
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN102016535A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧茨·羅伊泰爾特;約阿西姆·霍費爾
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G01M15/12
• 分類號: G01M15/12
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于對一產(chǎn)生噪聲的待檢機器的狀態(tài)進(jìn)行識別的一種方法和一種裝置，該機器發(fā)出結(jié)構(gòu)噪聲或空氣噪聲。

背景技術(shù)

機器在運動過程中產(chǎn)生振動信號，特別是聲學(xué)振動信號。從機器、設(shè)備或機電裝置所產(chǎn)生的振動信號中可推斷出其實際狀態(tài)，這種狀態(tài)可能例如因磨損現(xiàn)象而發(fā)生改變。舉例而言，使用多年的機器或裝置因磨損而發(fā)出與剛交付使用時所不同的振動信號。除了機器以外，化學(xué)設(shè)備也可例如因容器或管路中的氣泡而產(chǎn)生噪聲信號。設(shè)備、機器或裝置的老化或磨損會改變所產(chǎn)生的振動信號，特別是聲發(fā)射。除了磨損以外，機器、設(shè)備或裝置所產(chǎn)生的振動信號，特別是聲學(xué)噪聲信號還取決于它們的結(jié)構(gòu)。同一產(chǎn)品組內(nèi)的機器、設(shè)備或裝置通常具有不同的產(chǎn)品類型或產(chǎn)品模型。舉例而言，一家企業(yè)可制造不同變型的水泵或熱泵，所產(chǎn)生的噪聲信號也不同。此外，在同一產(chǎn)品組或產(chǎn)品變型之內(nèi)，所制造出的對象存在制造公差，因而不同的產(chǎn)品或?qū)ο罂砂l(fā)出不同的噪聲信號。除了老化、負(fù)荷以及制造公差以外，裝置或設(shè)備所處環(huán)境的空間特性也對該裝置或設(shè)備所發(fā)出的噪聲信號或聲發(fā)射有影響。

根據(jù)對產(chǎn)生噪聲的待檢機器的狀態(tài)進(jìn)行識別的傳統(tǒng)方法，對一制成的原型體進(jìn)行多次記錄(recording)，以便生成應(yīng)用于產(chǎn)生噪聲的機器或設(shè)備的模型。在訓(xùn)練過程中進(jìn)行多次記錄，特別是錄音，并將各種影響量考慮在內(nèi)。舉例而言，在各種天氣條件、負(fù)荷狀況和不同時間點對一原型體所發(fā)出的聲學(xué)噪聲信號予以記錄。為了將各種影響量考慮在內(nèi)，必須進(jìn)行多次記錄。產(chǎn)品變型越多，則借助原型體來生成模型的復(fù)雜程度則越高。通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)可生成該對象或產(chǎn)品的統(tǒng)計模型或物理模型，隨后，根據(jù)該模型對制成產(chǎn)品在啟動后的工作過程中所發(fā)出的噪聲信號進(jìn)行分類。根據(jù)噪聲信號的這種分類就可對產(chǎn)品的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能發(fā)現(xiàn)故障并及時予以維修。

傳統(tǒng)方法的一個缺點是，即使在正常及無故障工作狀態(tài)下，制成產(chǎn)品所發(fā)出的噪聲信號或聲發(fā)射也不同于原型體的噪聲信號或有所偏差。造成這種現(xiàn)象的一個原因在于：所制成產(chǎn)品(例如機器、裝置或設(shè)備)處在與記錄訓(xùn)練數(shù)據(jù)的原型體不同的環(huán)境中。因此，有用信號，即待檢對象的聲發(fā)射會受到體現(xiàn)為干擾信號的環(huán)境噪聲的覆蓋。舉例而言，對原型體的訓(xùn)練數(shù)據(jù)記錄可能在回聲較小的空間完成，而待檢對象(例如制造機)則處于一個聲音信號反射效果明顯的車間內(nèi)。此外，待檢產(chǎn)品或待檢設(shè)備也可能由于制造公差或配置情況的差異而具有不同于原型體的聲發(fā)射頻譜。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種方法和一種裝置，以便對產(chǎn)生噪聲的待檢對象的狀態(tài)進(jìn)行方便和安全的識別。

這個目的通過具有本發(fā)明權(quán)利要求1所述特征的一種方法而達(dá)成。

本發(fā)明提供了對一產(chǎn)生噪聲的待檢對象的一狀態(tài)進(jìn)行識別的一種方法，其中，根據(jù)由所述待檢對象所產(chǎn)生的噪聲的聲學(xué)特征來對為至少一參考對象所生成的聲學(xué)特征的統(tǒng)計學(xué)基本分類模型進(jìn)行自動適應(yīng)，并且在經(jīng)適應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)分類模型的基礎(chǔ)上對所述產(chǎn)生噪聲的待檢對象的狀態(tài)進(jìn)行分類。

所述產(chǎn)生噪聲的對象可以是任一機器、裝置或設(shè)備，例如化學(xué)設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，所述參考對象由所述待檢對象的一原型體構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，所述產(chǎn)生噪聲的待檢對象具有至少一由電動機驅(qū)動的產(chǎn)生噪聲的模塊。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，對所述統(tǒng)計學(xué)分類模型的所述適應(yīng)在所述待檢對象開始運行時進(jìn)行、以一定的維修間隔定期進(jìn)行或者在所述待檢對象的一聲學(xué)環(huán)境改變的情況下進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，通過在不同條件下或不同時間點對所述參考對象所實施的多次聲學(xué)錄音來生成多個聲學(xué)特征的所述統(tǒng)計學(xué)基本分類模型。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，將所生成的統(tǒng)計學(xué)基本分類模型存儲于一存儲器中。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，根據(jù)對所述產(chǎn)生噪聲的待檢對象所實施的復(fù)數(shù)次聲學(xué)錄音，來對所存儲的基本分類模型進(jìn)行自動適應(yīng)，并將該基本分類模型暫存為經(jīng)適應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)分類模型。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，通過復(fù)數(shù)個檢測空氣噪聲或結(jié)構(gòu)噪聲的聲學(xué)錄音器來進(jìn)行所述聲學(xué)錄音。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，使所述統(tǒng)計學(xué)分類模型適應(yīng)于所述產(chǎn)生噪聲的對象整體或者分別適應(yīng)于所述產(chǎn)生噪聲的對象的各模塊。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，所述聲學(xué)錄音器安裝在所述產(chǎn)生噪聲的待檢對象上，或者使其沿所述產(chǎn)生噪聲的待檢對象旁邊經(jīng)過。

根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式，為經(jīng)過所述待檢對象的所述聲學(xué)錄音器的可調(diào)節(jié)的不同位置分別計算一經(jīng)適應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)分類模型。