[發明專利]電力設備噪聲聲源定位方法、裝置和聲源定位設備

在審

• 申請號: 202210125066.8
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114460541A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 邵峰;常俊;馬少強;時曉敏;周彥;馮杰;張勇;査堅卿;鄭佳;余娟娟;郭磊;朱建平;王濤;王梟
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;朱成之

本發明公開了一種電力設備噪聲聲源定位方法、裝置和聲源定位設備，該方法包括：多路采集目標電力設備發出的聲信號；對每一路聲信號的頻域三階張量進行張量分解，得到每一路聲信號的目標純潔信號張量；根據每一路目標純潔信號張量得到每一路目標純凈語音信號，以便根據每一路目標純凈語音信號解析處理得到目標電力設備發出的實際目標純凈語音信號和實際目標純凈語音信號對應的方位譜估計，并根據方位譜估計得到目標電力設備的位置信息。本發明可適用于不同電力設備的多重降噪，實現電力設備的準確定位。

技術領域

本發明涉及電力設備噪聲聲源定位技術領域，尤其涉及一種電力設備噪聲聲源定位方法、裝置和聲源定位設備。

背景技術

變電站站內設備眾多，變壓器、電抗器是變電站中的主要電力設備，同時也是變電站噪聲的主要來源，目前采用聲學信號設備對聲信號進行采集最大的難點在于背景噪聲的干擾。當期望設備輻射出的聲信號聲壓級相對于背景噪聲(其他設備的噪聲)較低時，信噪比較低，期望信號被淹沒，嚴重影響該電力設備的噪聲信號采集，使得定位出的聲源位置與實際異響位置有較大出入。因此，單一的降噪方法已無法滿足電力設備的聲信號提取和位置定位。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的第一個目的在于提供一種電力設備噪聲聲源定位方法，以適用于不同電力設備的多重降噪，實現電力設備的準確定位。

本發明的第二個目的在于提供一種電力設備噪聲聲源定位裝置。

本發明的第三個目的在于提供一種聲源定位設備。

為達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種電力設備噪聲聲源定位方法，包括：步驟S1：設置聲音采集傳聲器陣列，并通過所述聲音采集傳聲器陣列中的多路聲音采集傳聲器采集目標環境中電力設備運行的聲信號；步驟S2：對每一路聲信號進行時域三階張量表示，并將完成時域三階張量表示后的每一路聲信號轉換為相應的頻域信號，以得到每一路聲信號的頻域三階張量；步驟S3：對每一路聲信號的所述頻域三階張量進行張量分解，濾除所述聲信號中的背景噪聲部分，得到每一路聲信號的目標純潔信號張量；步驟S4：對每一路目標純潔信號張量對應的頻域信號進行時域逆變換，得到每一路目標純凈語音信號，并將每一路所述目標純凈語音信號輸入至預設的波束形成模型中，解析處理得到目標電力設備發出的實際目標純凈語音信號，以及所述實際目標純凈語音信號對應的方位譜估計；步驟S5：根據所述方位譜估計對所述目標電力設備的位置進行溯源。

可選的，所述步驟S4中，將每一路所述目標純凈語音信號輸入至預設的波束形成模型之前，還包括建立所述波束形成模型，建立所述波束形成模型的步驟包括：步驟S4.1：采用預設的遠場聲源信號模型采集實驗環境中的電力設備發出的聲信號，所述預設的遠場聲源信號模型應用于所述聲音采集傳聲器陣列；步驟S4.2：將實驗環境中的電力設備發出的聲信號輸入至預設的時間延遲模型，確定每一路聲音采集傳聲器采集的聲信號的延遲時間，以確定每一路實際聲信號；步驟S4.3：對每一路實際聲信號進行波束形成，得到波束形成信號，并對所述波束形成信號進行協方差矩陣運算得到目標聲信號，以及對所述目標聲信號進行歸一化處理和方位運算得到方位譜估計。

可選的，在所述步驟S1之后，所述步驟S2之前，所述方法還包括：將每一路聲信號輸入至相應的數據處理通道進行信號放大處理和模數轉換處理得到相應的數字處理信號。

可選的，所述步驟S2中的時域三階張量采用如下公式表示：

其中，I_c表示數據處理通道，I_t表示時間，I_f表示信號頻率，χ表示時域三階張量，的n次表示全體n階向量構成的向量組。

可選的，所述步驟S3中，采用如下公式對每一路聲信號的所述頻域三階張量進行張量分解：