基于声学成像的故障检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于声学成像的故障检测系统。所述故障检测系统包括：信号采集单元，数据对比单元及控制器；其中，所述信号采集单元包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，分别用于采集故障声音信号和采集背景噪声信号；所述数据对比单元与所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元相连接，用于进行去扰分析以得到待测音频信号；所述控制器与所述数据比对单元相连接，用于根据所述待测音频信号进行声学成像计算，得到主要特征值的对应声源位置，进行故障诊断得到诊断结果。上述故障检测系统，可以在相干声场中得到完整的无干扰的故障声音信号，从而为故障检测系统提供了纯净的故障音效使得所述故障检测系统可以进行准确的故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
基于声学成像的故障检测系统
本专利技术涉及故障检测
，特别是涉及一种基于声学成像的GIS机械故障带电检测系统
技术介绍
气体绝缘全封闭组合电器(GIS，GasInsulatedSubstation)作为电力系统中最重要的设备之一，肩负着控制和保护的双重任务，如果在运行过程中发生了故障又得不到及时处理，将有可能给电网带来严重的危害。输变电设备GIS机械故障检测的主要方法是振动信号分析法，早期的研究表明，通过在GIS的壳体上测量振动来检测诸如触头异常等机械故障是可行的，而且，典型的振动信号可用来检测内部潜伏性故障，但振动信号一般只能在设备的壳体上或内部个别位置测量，因而难以全面反映设备的机械状况。近年来关于GIS机械故障检测的研究很少，目前尚未见系统的研究报道，其研究水平仍停留在上世纪90年代初期水平。噪声由机械表面的振动产生，机械故障造成异常振动的同时也引起辐射声场的变化。声学诊断技术利用设备发出的噪声对故障进行定位和识别，具有非接性、操作简单快捷、不影响设备正常工作等优点，在振动信号不易测量或需要故障定位时尤为适用。常规的声学诊断技术主要基于单通道测量，只能获得机械的局部声学特征随时间或频率变化的规律。而且，声信号的抗干扰能力较差，尤其在相干声场中，其测点位置不易选择。若测点选择不当，局部声学特征对故障不敏感；若故障源的声信号被干扰源的声信号湮没，则常规的声学诊断技术将不再适用。因此如何在相干声场中得到完整的无干扰的故障源声音信号，使其声学特征能准确反映故障源的位置并能结合音频特征进行故障诊断是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对声信号的抗干扰能力较差，尤其在相干声场中如何得到完整的无干扰的故障源声音信号的问题，提供一种基于声学成像的故障检测系统。一种基于声学成像的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统包括：信号采集单元，数据对比单元及控制器；其中，所述信号采集单元包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，所述第一信号采集单元用于采集故障声音信号，所述第二信号单元用于采集背景噪声信号；所述数据对比单元与所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元相连接，用于对所述故障声音信号和所述背景噪声信号进行去扰分析以得到待测音频信号；所述控制器与所述数据比对单元相连接，用于根据所述待测音频信号进行声学成像计算，得到主要特征值的对应声源位置，进行故障诊断得到诊断结果。上述基于声学成像的故障检测系统，可以很好的对故障源的声音信号与背景噪声进行甄别，特别是可以在相干声场中得到完整的无干扰的故障声音信号，从而为基于声学成像的故障检测系统提供了纯净的故障音效使得所述故障检测系统可以进行准确的故障诊断。在其中一个实施例中，所述故障检测系统包括传声支架，所述第一信号采集单元位于所述传声支架上；所述传声支架包括：上半支架和下半支架，所述上半支架和所述下半支架均为半圆形板，所述上半支架和所述下半支架上均包括剜空槽和连接端，所述上半支架与所述下半支架扣合在一起，且所述上半支架的连接端与所述下半支架的连接端相连接而形成圆形的所述传声支架。在其中一个实施例中，所述上半支架的连接端及所述下半支架的连接端内均包括连接通孔，所述上半支架和所述下半支架通过设置在所述连接通孔内的螺栓和螺母相连接。在其中一个实施例中，所述故障检测系统还包括采集组件，所述采集组件包括第一基板，贴置于所述上半支架或所述下半支架设有所述剜空槽的内侧，所述第一基板远离所述上半支架或所述下半支架的一端通过连接杆固定连接所述采集组件的传声器；第二基板，贴置于所述上半支架或所述下半支架设有所述剜空槽的外侧；撑柱，一端与所述第一基板远离所述连接杆的一侧固定连接，另一端依次穿过所述剜空槽及所述第二基板延伸至所述第二基板远离所述上半支架或所述下半支架的一侧。在其中一个实施例中，所述检测系统还包括握把，所述握把与所述撑柱伸至所述第二基板远离所述上半支架或所述下半支架的一侧的一端固定连接。在其中一个实施例中，所述第二基板上端还设有两个把手，两个所述把手分别位于所述撑柱两侧。在其中一个实施例中，所述控制器还用于对所述待测音频信号进行增强处理，得到待测增强音频信号，并基于所述待测增强音频信号进行声学成像计算，得到主要特征值的对应声源位置，进行故障诊断得到诊断结果。在其中一个实施例中，所述故障检测系统还包括存储单元，所述存储单元与所述控制器相连接，用于将打上时间戳的所述诊断结果存储。在其中一个实施例中，所述故障检测系统还包括显示单元，所述显示单元与所述控制器相连接，用于将所述诊断结果实时显示。在其中一个实施例中，所述故障检测系统还包括通讯单元和智能终端，所述通讯单元与所述控制器及所述智能终端相连接，用于将所述诊断结果传送至所述智能终端。附图说明图1为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的一实施例中系统结构图；图2为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的一实施例中传声支架结构图；图3为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的一实施例中传声支架连接端和剜空槽结构图；图4为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的一实施例中采集组件结构图；图5为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的另一实施例中系统结构图；图6为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的另一实施例中系统结构图；图7为本专利技术基于声学成像的故障检测系统的另一实施例中系统结构图。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本专利技术为基于声学成像的故障检测系统，检测系统包括：信号采集单元，数据对比单元300，及控制器400，信号采集单元分为第一信号采集单元100和第二信号采集单元200。通过信号采集单元中的第一信号采集单元100和第二信号采集单元200分别对故障声音信号和背景噪声信号进行采集，采集后的故障声音信号和背景噪声信号接入数据对比单元300，数据对比单元300与所述第一信号采集单元100和所述第二信号采集单元200相连接，用于对所述故障声音信号和所述背景噪声信号进行去扰分析以得到待测音频信号。控制器400与所述数据比对单元300相连接，用于根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声学成像的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统包括：信号采集单元，数据对比单元及控制器；其中，/n所述信号采集单元包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，所述第一信号采集单元用于采集故障声音信号，所述第二信号单元用于采集背景噪声信号；/n所述数据对比单元与所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元相连接，用于对所述故障声音信号和所述背景噪声信号进行去扰分析以得到待测音频信号；/n所述控制器与所述数据比对单元相连接，用于根据所述待测音频信号进行声学成像计算，得到主要特征值的对应声源位置，进行故障诊断得到诊断结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于声学成像的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统包括：信号采集单元，数据对比单元及控制器；其中，
所述信号采集单元包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，所述第一信号采集单元用于采集故障声音信号，所述第二信号单元用于采集背景噪声信号；
所述数据对比单元与所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元相连接，用于对所述故障声音信号和所述背景噪声信号进行去扰分析以得到待测音频信号；
所述控制器与所述数据比对单元相连接，用于根据所述待测音频信号进行声学成像计算，得到主要特征值的对应声源位置，进行故障诊断得到诊断结果。


2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统包括传声支架，所述第一信号采集单元位于所述传声支架上；所述传声支架包括：上半支架和下半支架，所述上半支架和所述下半支架均为半圆形板，所述上半支架和所述下半支架上均包括剜空槽和连接端，所述上半支架与所述下半支架扣合在一起，且所述上半支架的连接端与所述下半支架的连接端相连接而形成圆形的所述传声支架。


3.根据权利要求2所述的故障检测系统，其特征在于，所述上半支架的连接端及所述下半支架的连接端内均包括连接通孔，所述上半支架和所述下半支架通过设置在所述连接通孔内的螺栓和螺母相连接。


4.根据权利要求3所述的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统还包括采集组件，所述采集组件包括第一基板，贴置于所述上半支架或所述下半支架设有所述剜空槽的内侧，所述第一基板远离所述上半支架或所述下半支架的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余鹏，艾精文，梁兆杰，王枭，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44