[發明專利]通過聲源定位實現球磨機設備工作狀態檢測的方法有效
| 申請號： | 201710419078.0 | 申請日： | 2017-06-06 |
| 公開（公告）號： | CN107238506B | 公開（公告）日： | 2019-04-26 |
| 發明（設計）人： | 葉中付;付加飛 | 申請（專利權）人： | 中國科學技術大學 |
| 主分類號： | G01M99/00 | 分類號： | G01M99/00;G01H17/00 |
| 代理公司： | 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260 | 代理人： | 鄭立明;鄭哲 |
| 地址： | 230026 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 通過 聲源 定位 實現 球磨機 設備 工作 狀態 檢測 方法 | ||
本發明公開了一種通過聲源定位實現球磨機設備工作狀態檢測的方法，包括：利用麥克風陣列采集信號的能量信息，挑選出疑似介質球撞擊襯板的信號段；采用非相干信號子空間方法對所述疑似介質球撞擊襯板的信號段進行聲源定位，獲得相應的撞擊角度信息；根據撞擊角度信息與物料線的關系，檢測球磨機設備的工作狀態。該方法可以準確、快速檢測球磨機設備工作狀態，從而進行相應的轉速控制。
技術領域
本發明涉及球磨機設備工作狀態檢測技術領域，尤其涉及一種通過聲源定位實現球磨機設備工作狀態檢測的方法。
背景技術
在現有的球磨機設備工作環境中，為了提高生產的效率以及減少更換球磨機內壁襯板的成本，需要根據球磨機的工作狀態，通過調節球磨機的轉速來控制生產過程。球磨機的工作狀態可以分為低速狀態、正常轉速狀態和高速狀態。目前國內球磨機的工作狀態都是工人利用耳朵的監聽來進行檢測的，不僅消耗人力，而且不能達到全天候實時監控的效果，因此考慮使用麥克風陣列來代替人耳來完成這項工作。球磨機設備工作過程中介質球撞擊襯板的位置是確定球磨機工作狀態的主要依據，由于球磨機設備工作環境的噪聲巨大，直接采用傳統的波束形成聲源定位方法無法取得好的效果。
鑒于此，有必要研究新的技術方案以檢測球磨機設備工作狀態。
發明內容
本發明的目的是提供一種通過聲源定位實現球磨機設備工作狀態檢測的方法，可以準確、快速檢測球磨機設備工作狀態，從而對球磨機進行相應的轉速控制，使其處于正常轉速狀態。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種通過聲源定位實現球磨機設備工作狀態檢測的方法，包括：
利用麥克風陣列采集信號的能量信息，挑選出疑似介質球撞擊襯板的信號段；
采用非相干信號子空間方法對所述疑似介質球撞擊襯板的信號段進行聲源定位，獲得相應的撞擊角度信息；
根據撞擊角度信息與物料線的關系，檢測球磨機設備的工作狀態。
所述利用麥克風陣列采集信號的能量信息，挑選出疑似介質球撞擊襯板的信號段的步驟包括：
麥克風陣列接收的信號如下：
xi(t)＝s(t-τi)+ni(t),i＝1,2,...,M；
其中，xi(t)為t時刻第i個麥克風通道接收到的時域信號，s(t)表示介質球撞擊襯板的信號，當沒有介質球撞擊襯板時s(t)＝0，τi表示撞擊信號到達第i個麥克風通道相對于到達參考麥克風通道的時延，ni(t)表示第i個麥克風通道接收的所有噪聲，M表示麥克風個數；
對于第i個麥克風通道，在球磨機設備開機后并進入穩定工作狀態后，獲得時間長度為T分鐘的采樣數據，計算采樣數據的能量，作為初始能量：
其中，norm是矢量2范數，為第i個麥克風通道接收到的長度為T分鐘的離散數據，xi(k)為第i個麥克風通道接收到的第k個點的離散數據；
對于第i個麥克風通道，在球磨機設備工作后，實時獲取聲音數據，當累計到T分鐘的數據時，作為一個數據段；計算該數據段的能量TPi，并按下式計算其能量與初始能量Pi的比值：
RPi＝TPi/Pi；
對第i個麥克風通道的該數據段以幀長為Fr進行分幀，并且相鄰幀之間沒有重疊，得到N幀數據，接著計算第s幀數據的能量
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