【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备状态监测，更具体的说，是涉及一种基于声热成像的设备状态监测系统、方法、设备及介质。
技术介绍
1、在日常生产过程中，生产设备运行状态监测对于提高生产效率、降低维修成本、保障生产安全等方面具有十分重要的意义。通过实时监测机械设备的状态参数(如温度、噪声等)，可以及早发现异常信号并预警，提前采取维修或更换措施，避免设备故障带来的生产中断和损失。有效的预防措施可延长设备的使用寿命，降低维修成本。根据设备实际状况制定合理的维护策略，减少不必要的停机时间和维护工作，提高设备利用率。通过在线监测设备状态，可以分析设备的能耗情况和运行效率，找出能源浪费的原因和潜在节能空间，采取相应措施进行调整和优化。通过对数据进行分析和挖掘，可以发现潜在问题、优化设备性能以及改进工艺流程，提高产品质量和生产效率，及时发现设备的各种劣化过程的发展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，避免发生危及安全的事故。
2、一般情况下，生产设备状态监测主要从噪声和温度两方面进行。生产设备噪声监测是环境保护和工业生产领域中的重要环节，常见的生产环境噪声源如图1所示。在环境保护方面，通过监测生产设备的噪声水平，可以了解噪声污染的情况，为噪声控制和治理提供科学依据。这有助于减少噪声对周围环境和居民的影响，保护生态环境和公共健康。在工业生产方面，噪声监测可以用来评估机器设备的运行状况，预测可能出现的故障，从而及时进行维修保养。这有助于确保设备的正常运行，减少故障率，提高生产效率和产品质量。生产设备温度监测在确保产品质量、提
3、传统的单点红外测温方式虽然在某些环境下能够提供非接触式的安全测温，但其测温效率和环境适应性方面的限制是其主要的缺点。
4、传统的采用接触式测量的振动传感器和温度传感器对设备状态进行监测的方案，与生产介质直接接触，对传感器接触面材质性能(如防腐性能、耐热性能等)的要求较高。传感器直接受力可能会发生形变或损坏，尤其是在物料易结晶、黏度高的情况下，其附着于传感器上会导致测量不准。维修不方便，影响连续生产，维修人员接触介质存在安全隐患。设备开孔较多，易发生“跑冒滴漏”现象。须对仪表及测量引流管进行保温、伴热、防腐等，影响生产现场可视化管理。测量范围受仪表本身影响，可能出现超量程使用情况，导致仪表损坏。这些缺点限制了接触式测量在特定环境下的应用，尤其是在处理有毒有害、有腐蚀、有压力、易燃爆、易泄漏的介质时，其安全性和可靠性相对较低。此外，接触式测量的维修和保养也相对复杂，增加了运营成本。此外，传统状态监测系统采用接触式测量方法对多个设备状态同步实时监测时在传感器安装布线方面的复杂工作。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出了一种基于声热成像的设备状态监测系统、方法、设备及介质，采用非接触式测量方式，基于图像设置测点有着应用灵活的优势，对于监测区域范围内多个设备的状态同步进行监测，不需要进行传感器布线工作，覆盖范围更广、检测信息更为全面，对设备的发热和噪声情况的观察更为直观，有利于工程人员及时发现并定位问题。
2、本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。
3、本专利技术基于声热成像的设备状态监测系统，包括以下模块：
4、①声热成像数据采集模块：实时采集被监测设备所在监测区域范围的多通道声音信号、视频图像信号、温度信号；
5、②声音及温度分布图像计算生成模块：采用mbf算法对多通道声音信号进行同步计算处理并生成噪声源在二维平面上的分布图，并与视频图像信号进行实时的融合显示，得到声音分布图像；同时基于温度信号数据实时计算生成温度分布图像；
6、③测点设置及数据提取模块：基于实时计算生成的声音分布图像和温度分布图像，对每台被监测设备分别实时手动或自动设置声音监测点和温度监测点，对各监测点进行同步实时监测，利用mbf算法提取指定声音监测点的声音信号并过滤掉指定声音监测点以外其它方向传来的声音信号；
7、④噪声及温度数据分析模块包括基于声成像的多测点噪声频谱及噪声分布分析模块和基于热成像的多测点温度变化及温度分布分析模块，
8、所述基于声成像的多测点噪声频谱及噪声分布分析模块，基于各指定声音监测点实时同步采集的声音信号实时计算其噪声频谱并对其频率成分、幅值高度、噪声强度变化趋势进行分析，分别生成能够反应每台被监测设备运行状态和故障状态的声音特征数据，同时对监测范围内各声音监测点的噪声水平变化趋势进行记录；
9、所述基于热成像的多测点温度变化及温度分布分析模块，基于各指定温度监测点实时同步采集的温度信号实时计算其温度变化趋势并进行分析，分别生成能够反映每台被监测设备运行状态和故障状态的温度特征数据，同时对监测范围内各温度监测点的温度变化趋势进行记录；
10、⑤多信息输入多设备状态融合诊断模块，根据基于声成像的多测点噪声频谱及噪声分布分析模块生成的声音特征数据和基于热成像的多测点温度变化及温度分布分析模块生成的温度特征数据，对每台被监测设备的健康状态分别给出综合评判结果，生成诊断分析报告；
11、⑥诊断结果显示模块，用于显示反映每台被监测设备健康状态的诊断分析报告。
12、进一步地，所述声热成像数据采集模块采用声热图像采集设备，集成有麦克风阵列、视频摄像头、热成像摄像头；所述麦克风阵列由60个数字麦克风组成，以螺旋形式二维分布排列，实现垂直和水平方向两个维度的声源定位，以及特定方位声音拾取；所述视频摄像头和热成像摄像头采用嵌入式设计，布置在麦克风阵列中心位置。
13、进一步地，所述声热成像数据采集模块配有远程控制云台系统，用于声热成像数据采集模块采集不同方位的声音信号、视频图像信号、温度信号，扩大监测范围。
14、进一步地，所述声热成像数据采集模块采用高速以太网通讯技术传输麦克风阵列实时采集的多通道声音信号、视频摄像头实时采集的视频图像信号、热成像摄像头实时采集的温度信号，实现远距离信号传输。
15、进一步地，所述声音及温度分布图像计算生成模块具有以下声成像计算和热成像计算两方面功能：
16、声成像计算：采用mbf算法对多通道声音信号同步实时计算声音强度分布矩阵，生成声音强度分布彩色云图，并与视频图像实时融合显示，得到声音分布图像，可实现指定噪声频率范围的噪声源位置显示；
17、热成像计算：基于实时采集的温度信号数据计算得到温度分布矩阵，生成温度分布彩色云图，即温度分布图像，并实时显示当前图像区域中最大温度点位置和最小温度点位置。
18、进一步地，所述测点设置及数据提取模块在被监测设备范围内的最大噪声点位置和最大温度点位置分别手动或自动布置声音监测点和温度监测点；或者基于视频图像自动识别被监测设备形廓，并在被监测设备范围内的最大噪声点或者最大温度点自动布置测点。
19、本专利技术的目的还本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块采用声热图像采集设备，集成有麦克风阵列、视频摄像头、热成像摄像头；所述麦克风阵列由60个数字麦克风组成，以螺旋形式二维分布排列，实现垂直和水平方向两个维度的声源定位，以及特定方位声音拾取；所述视频摄像头和热成像摄像头采用嵌入式设计，布置在麦克风阵列中心位置。
3.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块配有远程控制云台系统，用于声热成像数据采集模块采集不同方位的声音信号、视频图像信号、温度信号，扩大监测范围。
4.根据权利要求2所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块采用高速以太网通讯技术传输麦克风阵列实时采集的多通道声音信号、视频摄像头实时采集的视频图像信号、热成像摄像头实时采集的温度信号，实现远距离信号传输。
5.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声音及温度
6.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述测点设置及数据提取模块在被监测设备范围内的最大噪声点位置和最大温度点位置分别手动或自动布置声音监测点和温度监测点；或者基于视频图像自动识别被监测设备形廓，并在被监测设备范围内的最大噪声点或者最大温度点自动布置测点。
7.一种基于上述权利要求1至6中任一项所述的基于声热成像的设备状态监测系统的设备状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于声热成像的设备状态监测系统或方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的基于声热成像的设备状态监测系统或方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块采用声热图像采集设备，集成有麦克风阵列、视频摄像头、热成像摄像头；所述麦克风阵列由60个数字麦克风组成，以螺旋形式二维分布排列，实现垂直和水平方向两个维度的声源定位，以及特定方位声音拾取；所述视频摄像头和热成像摄像头采用嵌入式设计，布置在麦克风阵列中心位置。
3.根据权利要求1所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块配有远程控制云台系统，用于声热成像数据采集模块采集不同方位的声音信号、视频图像信号、温度信号，扩大监测范围。
4.根据权利要求2所述的基于声热成像的设备状态监测系统，其特征在于，所述声热成像数据采集模块采用高速以太网通讯技术传输麦克风阵列实时采集的多通道声音信号、视频摄像头实时采集的视频图像信号、热成像摄像头实时采集的温度信号，实现远距离信号传输。
5.根据权利要求1所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐振华，王戈睿，王国梁，张佳俊，赵方伟，
申请(专利权)人：铁科舍弗勒轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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