[發明專利]一種適用于雙拾音器磨音信號的處理方法

有效

• 申請號: 201711322614.1
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108562355B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 代少升;杜江;張辛;舒倩;胡昂;譚偉;陳雅梅
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M99/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種適用于雙拾音器磨音信號的處理方法，該方法包括：雙拾音器信號接收模型、雙拾音器信號同步方法、磨音信號噪聲抑制方法、雙拾音器信號噪聲衰減法。傳統的基于單拾音器的磨音信號檢測方法對磨機工況測量誤差較大，為此提出基于雙拾音器的磨音信號檢測新方法，該方法首先利用兩個定向拾音器分別采集磨機碾磨時的聲音信號和磨機周圍的噪音信號，然后利用廣義互相關時間延遲估計方法進行信號同步處理，最后通過譜減法消除噪聲。測試結果表明：與基于傳統的單拾音器的磨音信號檢測方法相比，本方法有效抑制了噪聲，增強了磨音信號，為實時準確地檢測磨機負荷提供了前提條件。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，具體涉及對球磨機發出的磨音信號處理方法。

背景技術

球磨機是以鋼球為介質工業生產的關鍵設備，被廣泛運用在核工業、建材、化工工業及礦物選礦和后續加工工業中。在電廠及煤炭等行業中，球磨機也有很大的使用需求。球磨機具有比其他同類產品更為突出的優點，對工作環境適應性較好，不僅可以采用干法作業的方式，也可以采用濕法作業的方式；具有近300以上的粉碎比，粉碎產品的粗細度也可以很方便的進行調整；因其具有很好的密封性，所以能夠在負壓下操作，可以有效減少塵土的產生。因球磨機擁有以上所說的眾多優點，球磨機在實際應用中經歷了很長時間但并沒有被淘汰，而且在未來的很長一段時間內，球磨機仍然會是粉磨和破碎物料方面的重要設備。所以更深入對球磨機相關問題進行研究不僅很有必要，而且十分有價值。

目前市場也存在一些常見的處理球磨機發出的聲音(簡稱磨音)方法，傳統的基于單拾音器的磨音信號檢測方法在采集磨機碾磨聲音(簡稱磨音)時，也采集了周邊電機、風機等發出的噪音，這些噪音嚴重影響了磨機碾磨聲音信號的提取，導致磨機負荷檢測誤差大。為了滿足專門的磨音信號處理需求，發明一種針對磨音信號的處理方法顯得尤為重要。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種減少噪聲采集，從而降低去噪難度、磨機負荷檢測精確的適用于雙拾音器磨音信號的處理方法。本發明的技術方案如下：

一種適用于雙拾音器磨音信號的處理方法，其包括以下步驟：

1)、首先在磨機周圍設置主拾音器和副拾音器，利用主拾音器采集磨機研磨時的聲音信號和環境噪聲信號，利用副拾音器采集磨機周邊的背景噪聲；

2)、然后利用廣義互相關時間延遲估計算法，對步驟1)中主拾音器采集的信號和副拾音器采集的信號進行信號同步處理；

3)、最后對步驟2)同步處理后的信號通過改進譜減法消除噪聲，并將磨音殘留噪聲信號利用最小值方法進行處理。改進譜減法的改進體現在：|X(ω,k)|²＝ |Y_主(ω,k)|^α-β|N_副(ω,k)|α，該公式是基于傳統譜減發的改進形式，調整α和β兩個參數對傳統譜減法產生的音樂噪聲進行抑制。

進一步的，所述步驟1)的主拾音器音頻采集入口定向擺放在離磨機中間位置20cm左右處，因無源拾音器對2米以外音頻信號有掩蔽效果，其主要采集磨機研磨的聲音和環境噪聲；所述副拾音器的采集入口背向磨機，主要采集周邊背景噪聲。

進一步的，所述主拾音器和副拾音器的背向距離設置為50cm左右。

進一步的，所述主拾音器和副拾音器均為無源拾音器，所述主拾音器Y_主(ω) 是背景噪聲N(ω,k)與有用信號X(ω,k)的線性疊加，副拾音器背向磨機對磨音信號有掩蔽效果，可以近似認為其中是背景噪聲信號近似值，通過時間延遲估計，補償聲源到達每個無源拾音器的時間。