用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置及方法。通过咪头模块采集声音信号并转换成模拟电信号，对电信号频率段进行有源滤波并二次电压放大；利用A/D采集模块将放大的信号转换成数字电信号；该信号通过快速傅里叶变换算法对信号进行时域频域转换运算得到其频谱特性，计算指定频谱段与其它频段频数的加权平均值，从而进一步判断电子体温计的声音信号中存在蜂鸣器报警声，从而对电子体温计蜂鸣器进行声音故障检测。本发明专利技术实现了电子体温计蜂鸣器故障的检测，解决了现有技术中电子体温计蜂鸣器故障自动检测困难的问题，而无需借助人工进行检测，简单有效，准确性好。

Electronic thermometer, buzzer, sound detection device and method for automatic verification

The invention discloses an electronic thermometer, buzzer, sound detection device and method used for automatic verification. Through the sound signal acquisition module and the microphone is converted into analog signal, the signal frequency of active filter and the two voltage acquisition module using A/D amplification; the amplified signal is converted into digital signal; the signal using a fast Fu Liye transform algorithm for signal time domain frequency domain conversion to calculate the spectrum characteristics and weighting the specified spectrum with other band frequency on average, so as to further determine the buzzer alarm sound of voice signal of electronic thermometer, the electronic thermometer buzzer sound fault detection. The invention realizes the detection of electronic thermometer buzzer fault, solves the problem of fault automatic detection meter buzzer electronic temperature in the prior art, without using artificial detection, simple and effective, good accuracy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声音检测领域，具体涉及了一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置及方法。
技术介绍
电子体温计蜂鸣器位于体温计的尾端，完全封装在塑料壳内，其声音的频率段在7.5-8.5khz，属于中高频段。根据医用电子体温计校准规程中规定电子体温计在生产出厂前必须对其进行功能性要求检测。医用电子体温计校准规程(JJF1226-2009)中指出，电子体温计蜂鸣器正常发声是判断其能否正常开机的关键。目前工业现场没有合适的自动检测方法，手动检测方法的具体过程如下：人工拿取电子体温计并按压开关，用耳朵进行判断蜂鸣器能否发声，而这种方法存在严重的问题，比如检测效率低下，容易疲劳操作导致误差。
技术实现思路
为了解决目前电子体温计出厂检定中关于蜂鸣器故障自动检定困难的问题，本专利技术提供了一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置及方法。本专利技术方法是根据医用电子体温计校准规程(JJF1226-2009)中电子体温计蜂鸣器正常发声是判断其能否正常开机和超温报警的关键而必须对进行故障检测的要求下设计了装置和方法对电子体温计进行检测。为解决以上技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一、一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置：包括壳体以及置于壳体内的有源滤波模块和STM32最小系统板，有源滤波模块固定在壳体内的底部，STM32最小系统板通过四角的支撑柱固定在壳体内，并使得STM32最小系统板靠近壳体顶部，STM32最小系统板中液晶屏幕正上方的壳体顶面开有有机玻璃视窗。还包括置于壳体外的咪头模块和供电电源，壳体上开有两个圆孔，供电电源经穿过其中一圆孔的电线与STM32最小系统板连接，STM32最小系统板和有源滤波模块，咪头模块经穿过另一圆孔的电线分别与STM32最小系统板和有源滤波模块连接。所述的有源滤波模块的电压输入口经电线与咪头模块连接，所述的有源滤波模块的电压输出口经电线与STM32最小系统板的A/D采集电压输出口连接。具体实施的咪头模块采用驻极体话筒式咪头模块，咪头模块有三个接口，包括5伏供电电压接口、地线接口和模拟电信号输出接口。咪头模块与STM32最小系统板的电源输出口和地输入口连接，供电电源与STM32最小系统板的供电输入口连接。所述的有源滤波模块内置有用电压信号正向放大的通带电压放大电路、用于将信号反向放大的高频小信号调谐放大电路和用于整流滤波有效捕捉指定频率段的窄频带滤波电路。二、一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测的方法，采用以下步骤：Step1：采用咪头模块作为声音传感器安装在电子体温计附近，采集电子体温计的声音信号；Step2：咪头模块将声音信号并转换成对应强度的模拟电信号，并对模拟电信号进行电压放大，放大倍数为200倍，信号强度为15-20mv，然后输出到有源滤波模块；Step3：有源滤波模块将从咪头模块接收的输入电压进行处理发送到STM32最小系统板；Step4：STM32最小系统板将从有源滤波模块接收到的数字电信号进行分析处理获得信号频谱，并采用以下公式计算得到信号频谱的横坐标，即频谱的频率分布点：fn＝(n-1)×fs/N其中，n为采样点的序号，N为采样点的总数，n＝1～N，fs为采样频率；频谱进行分析：计算8.0-8.5khz范围的特征频率段内出现的频数总和、0.1-7.9khz范围的低频率段内出现的频数总和以及高于8.5khz范围的高频率段内出现的频数总和，当特征频率段频数的加权平均值大于等于低频率段和高频率段频数加权平均值的5倍以上，则电子体温计的声音信号中存在蜂鸣器报警声，否则不存在。所述步骤Step3中有源滤波模块将从咪头模块接收的输入电压进行处理，具体是采用以下方式：先进行第一次电压放大，放大倍率为15倍，放大频段为全频段；接着，放大后的电压进行窄频段带通滤波处理，通带频率范围为7.5-8.5khz，中心频段8.2khz，限波带宽-3dB；然后滤波后的电压进行第二次电压放大，放大倍率为100倍，放大频段为滤波过程的通带；最后使得有源滤波模块输出的电信号特性为：滤波频段幅值1000-1500mv，其它频段幅值≤200mv，直流分量幅值≤50mv。所述的有源滤波模块的第一次电压放大为正向电压放大，第二次电压放大为反向电压放大。所述步骤Step4中数字电信号进行分析处理获得信号频谱，具体是：先数字电信号以每32位形式存入STM32最小系统板中的缓存区作为一个输入数组，其中输入数组中高16位为电压值，低16位默认为0；然后将输入数组通过调用STM32最小系统板中DSP库的1024点FFT变换算法进行快速傅里叶变换，其中以输入数组的高16位值作为变换实部，低16位值作为变换虚部，变换点数为1024，变换结果作为输出数组；接着，对各输出数组进行谐波幅值计算，依次取出各输出数组高低16位计算获得各复数模值和谐波幅值，根据所有复数模值和谐波幅值采用频谱计算方法获得信号频谱。所述步骤Step4中的采样频率fs是由STM32最小系统板(11)接收咪头模块发送过来的电压信号后，再采用以下公式计算公式获得：式中，f为STM32的晶振频率，i为分频数，其中i≤6，I为设定周期倍数。所述步骤Step5后进一步通过STM32最小系统板在液晶屏幕进行显示输出，具体是通过控制STM32最小系统板第二高低电平输出口(即PC13口)和第一高低电平输出口(即PC0口)，控制端口的高低电平进行显示输出。具体是如下表：表1检测结果电平输出情况未检测出报警声PC0低电平、PC13高电平能检测出报警声PC0高电平、PC13低电平本专利技术具有的创新性如下：1、本专利技术实现了电子体温计蜂鸣器故障的检测，解决了现有技术中电子体温计蜂鸣器故障自动检测困难的问题，而无需借助人工进行检测。2、针对电子体温计蜂鸣器发声微弱的特性和特征频谱不固定特性，特别地设计了有源滤波模块。针对电子体温计蜂鸣器发声微弱的特性，设计通带电压放大电路与高频小信号调谐放大电路，对声音信号进行一次电压正向放大和一次电压反向放大。附图说明图1是本专利技术方法的流程示意图；图2是本专利技术装置示意图。图中：1、供电电源；2、咪头模块；3、电压输入口；4、有源滤波模块；5、电压输出口；6、支撑柱；7、第二高低电平输出口；8、第一高低电平输出口；9、A/D采集电压输出口；10、外界触发电压输入口；11、STM32最小系统板；12、有机玻璃视窗；13、供电输入口；14、电源输出口；15、地输入口；16、圆孔。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图2所示，具体实施的装置包括壳体、置于壳体外的咪头模块2和供电电源1以及置于壳体内的有源滤波模块4和STM32最小系统板11，有源滤波模块4固定在壳体内的底部，STM32最小系统板11通过四角的支撑柱6固定在壳体内，四个金属支撑柱6将STM32最小系统板11抬高到有机玻璃视窗12正下方，使得STM32最小系统板11靠近壳体顶部，STM32最小系统板11中液晶屏幕正上方的壳体顶面开有有机玻璃视窗12。壳体上开有两个圆孔16，供电电源1经穿过其中一圆孔16的电线与STM32最小系统板11连接，STM32最小系统板11和有源滤波模块4，咪头模块2经穿过另一圆孔16的电线分别与STM32最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置，其特征在于：包括壳体以及置于壳体内的有源滤波模块(4)和STM32最小系统板(11)，有源滤波模块(4)固定在壳体内的底部，STM32最小系统板(11)通过四角的支撑柱(6)固定在壳体内，并使得STM32最小系统板(11)靠近壳体顶部，STM32最小系统板(11)中液晶屏幕正上方的壳体顶面开有有机玻璃视窗(12)。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置，其特征在于：包括壳体以及置于壳体内的有源滤波模块(4)和STM32最小系统板(11)，有源滤波模块(4)固定在壳体内的底部，STM32最小系统板(11)通过四角的支撑柱(6)固定在壳体内，并使得STM32最小系统板(11)靠近壳体顶部，STM32最小系统板(11)中液晶屏幕正上方的壳体顶面开有有机玻璃视窗(12)。2.根据权利要求1所述的一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置，其特征在于：还包括置于壳体外的咪头模块(2)和供电电源(1)，壳体上开有两个圆孔(16)，供电电源(1)经穿过其中一圆孔(16)的电线与STM32最小系统板(11)连接，STM32最小系统板(11)和有源滤波模块(4)，咪头模块(2)经穿过另一圆孔(16)的电线分别与STM32最小系统板(11)和有源滤波模块(4)连接。3.根据权利要求1所述的一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置，其特征在于：所述的有源滤波模块(4)的电压输入口(3)经电线与咪头模块(2)连接，所述的有源滤波模块(4)的电压输出口(5)经电线与STM32最小系统板(11)的A/D采集电压输出口(10)连接。4.根据权利要求1所述的一种用于自动检定的电子体温计蜂鸣器声音检测装置，其特征在于：所述的有源滤波模块(4)内置有用电压信号正向放大的通带电压放大电路、用于将信号反向放大的高频小信号调谐放大电路和用于整流滤波有效捕捉指定频率段的窄频带滤波电路。5.应用于权利要求1-4任一所述的一种用于自动检定过程中电子体温计蜂鸣器声音检测的方法，其特征在于采用以下步骤：Step1：采用咪头模块作为声音传感器安装在电子体温计附近，采集电子体温计的声音信号；Step2：咪头模块将声音信号并转换成对应强度的模拟电信号，并对模拟电信号进行电压放大，放大倍数为200倍，信号强度为15-20mv，然后输出到有源滤波模块；Step3：有源滤波模块将从咪头模块接收的输入电压进行处理发送到STM32最小系统板(11)；Step4：STM32最小系统板(11)将从有源滤波模块接收到的数字电信号进行分析处理获得信号频谱，并采用以下公式计算得到信号频谱的横坐标，即频谱的频率分布点：fn＝(n-1)×fs/N其中，n为采样点的序号，N为采样点的总数，n＝1～N，fs为采样频率；Step5：对上述步骤Step4得到的信号频谱进行分析：计算8.0-8.5khz范围的特征频率段内出现的频数总和、0.1-7.9khz范围的低频率段内出现的频数总和以及高于8.5khz范围的高频率段内出现的频数总和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐，厉程郎，富雅琼，沈达，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33