一种故障检测装置制造方法及图纸

一种故障检测装置，包括频谱检测模块、单片机、声源定位模块以及报警模块；频谱检测模块包括一麦克风，麦克风与单片机电性相连；单片机分别与麦克风、声源定位模块以及报警模块电性相连，用于控制麦克风检测待测机械发出的声音信号，并对麦克风传送的电信号进行频谱分析，在检测到故障发生时触发报警模块，同时使声源定位模块处于工作状态；声源定位模块包括温度传感器和麦克风阵列，温度传感器记录在故障发生时的环境温度得出声速，麦克风阵列记录故障发生时待测机械发出的声音信号到达麦克风阵列中不同麦克风的时间，得出时间差，进而得出待测机械故障点的平面投影位置；报警模块在故障发生时发出警报信号，并显示故障点的平面投影位置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子仪器
，尤其涉及一种采用声音识别定位故障、用于大型机械的故障警报和故障定位的故障检测装置。
技术介绍
大型机械的结构通常比较复杂，对维修技术人员的要求高，而大型机械一般数量较少，为大型机械极少出现的故障专门配置一个技术人员成本太高，为此，人们采取了安装故障检测装置的办法。目前已知的故障检测装置有I、中国专利公开文件CN200710047302“车辆轴承故障检测仪及故障检测方法”，该申请利用轴承故障时的声音特征来进行判断。所述的检测仪包括连接器，连接器具有与车轮轮轴孔相匹配的固定部件，连接器连接并固定于车轮上；驱动器，驱动器驱动连接器，带动车轮旋转，模拟车轮的行驶状态；分贝仪，测量车轮旋转时产生的声音，并分别显示其中高频、中频、低频分量的数值；电源模块，提供电源。该申请将检测的声音按照高频、中频、低频进行量化，根据量化的指标作为判断的标准，避免了依靠主观经验判断带来的不确定性。其不足之处是因为只分别显示其中高频、中频、低频分量的数值，所以对于高精度要求的故障识别不适用。2、中国专利公开文件CN200610037647“故障检测系统以及方法”，该申请用以对一电子设备进行故障检测，而所采取的电子设备设有至少二个具有第一及第二通断线路的开关单元，其中，所述的开关单元的第一通断线路与该电子设备电性连接，以提供该电子设备进行通断路的控制；该开关单元导通时，透过一检测信号产生模块输出一检测信号给该开关单元的第二通断线路信号输入端；接着借由一信号比较模块读取该检测信号以及该开关单元的第二通断线路信号输出端所输出的反馈信号，并比较该检测信号与该反馈信号是否为相同信号，若是，则输出一正常运作信号，并重复进行上述故障检测的流程，若否，则输出一故障信号。因此，透过该申请的故障检测系统，可大幅度提高故障检测效率，且易于实施。该申请的不足之处是只能检测含有开关单元的电子设备，适用面窄，不适合普及推广。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，提供一种故障检测装置，该装置利用声电转换原理，并以频谱分析为依据，能精确、快速地检测出待测机械的故障位置。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案。一种故障检测装置，包括频谱检测模块、单片机、声源定位模块以及报警模块；所述频谱检测模块包括一麦克风，所述麦克风与所述单片机电性相连，用于检测待测机械发出的声音信号并将所述声音信号转化为电信号传送给所述单片机；所述单片机分别与所述麦克风、声源定位模块以及报警模块电性相连，用于向所述频谱检测模块发出控制信号，控制所述麦克风检测待测机械发出的声音信号，并对所述麦克风传送的电信号进行频谱分析，在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量相同时继续控制所述麦克风进行检测，在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时触发所述报警模块，同时使声源定位模块处于工作状态；所述声源定位模块包括一温度传感器和麦克风阵列，所述温度传感器用于记录在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时的环境温度，从而得出声速，所述麦克风阵列用于记录在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时，待测机械发出的声音信号到达所述麦克风阵列中不同麦克风的时间，得出时间差，进而得出待测机械故障点的平面投影位置；所述报警模块在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时发出警报信号，并显示待测机械故障点的平面投影位置。进一步，所述单片机包括一计时器，所述计时器每分钟向所述频谱检测模块发出控制信号，控制所述麦克风检测待测机械发出的声音信号。进一步，所述麦克风阵列包括至少3个麦克风。进一步，所述频谱检测模块中的麦克风和所述麦克风阵列中的麦克风均包括驻极体话筒和NE555芯片。进一步，所述报警模块包括一蜂鸣器和数码管，所述蜂鸣器用于在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时发出警报声；所述数码管用于显示待测机械故障点的平面投影位置。可选的，所述的蜂鸣器采用压电式蜂鸣器。本技术一种故障检测装置的积极效果是(I)检测精度高、适用检测故障的范围广；(2)操作简单，检测与定位都通过单片机完成，对于操作者的技术要求低；(3)设备结构简单，价格低廉。附图说明图I是本技术一种故障检测装置的结构示意图；图2是本技术一种故障检测装置工作流程示意图；图3是本技术一种故障检测装置故障点定位示意图。图中的标号分别表示11、频谱检测模块；111、麦克风；12、单片机；13、声源定位模块；131、温度传感器；132、麦克风阵列；14、报警模块；141、蜂鸣器；142、数码管。具体实施方式以下结合附图对本技术一种故障检测装置做详细说明。参见图1，一种故障检测装置，包括频谱检测模块11、单片机12、声源定位模块13以及报警模块14。所述频谱检测模块11包括一麦克风111，所述麦克风111与所述单片机12电性相连，用于检测待测机械发出的声音信号并将所述声音信号转化为电信号传送给所述单片机12。所述麦克风111包括驻极体话筒和NE555芯片。其中，驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点；NE555芯片可以使发送的电信号为可调节，所以用户根据4实际测量环境(例如，不同的机械结构)，在设定基准幅值变量时做相应调整。首先对所述频谱检测模块11的麦克风111进行初始化。待测机械在一定的工作场合正常使用时会发出一些声音，麦克风111检测得到正常状态下的声音信号后，将所述正常声音信号其转化为相应的电信号通过导线传递到单片机12，由单片机12进行频谱分析，得到基准幅值变量，之后麦克风111传送到单片机12的电信号经频谱分析后与基准幅值变量作对比，并根据比较结果进行相应的处理。因为任何一个电信号都可以利用傅里叶变换转换成N次谐波，取前三个谐波并将其转换合成为频域信号，得到所检测到电信号的幅值变量，所以记录这三个谐波的系数就是记录了这个电信号；如果要提高精度可以增加为取前四个谐波，只需相应地改变单片机的型号以提高单片机的性能。所述单片机12分别与所述麦克风111、声源定位模块13以及报警模块14电性相连。所述单片机12采用凌阳61型单片机，该单片机12具有低功耗、低电压以及指令系统功能强、效率高的优点。所述单片机12向所述频谱检测模块11发出控制信号，控制所述麦克风111检测待测机械发出的声音信号。所述单片机12包括一计时器，设定所述计时器每分钟向所述频谱检测模块11发出控制信号，控制所述麦克风111检测待测机械发出的声音信号，所述麦克风111将检测到的声音信号经过转化后变为电信号传送到单片机12中。所述单片机12将接收到的电信号进行傅里叶变换转换成N次谐波，取前三个谐波并将其转换合成为频域信号。所述单片机12对所述频域信号的幅值变量，与原先测得待测机械正常运行情况下的对应频谱信号(基准幅值变量)作对比，若相同则继续该循环(即继续控制所述麦克风111进行检测)；若不相同，单片机12发出触发信号，触发所述报警模块14 ;同时发出使能信号，使声源定位模块13处于工作状态。所述声源定位模块13包括一温度传感器131和麦克风阵列132。所述温度传感器131用于记录在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时的环境温度，从而得出声速；所述声速可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障检测装置，其特征在于，包括频谱检测模块、单片机、声源定位模块以及报警模块；所述频谱检测模块包括一麦克风，所述麦克风与所述单片机电性相连，用于检测待测机械发出的声音信号并将所述声音信号转化为电信号传送给所述单片机；所述单片机分别与所述麦克风、声源定位模块以及报警模块电性相连，用于向所述频谱检测模块发出控制信号，控制所述麦克风检测待测机械发出的声音信号；所述声源定位模块包括一温度传感器和麦克风阵列；所述报警模块在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时发出警报信号，并显示待测机械故障点的平面投影位置。

【技术特征摘要】
1.一种故障检测装置，其特征在于，包括频谱检测模块、单片机、声源定位模块以及报警模块；所述频谱检测模块包括一麦克风，所述麦克风与所述单片机电性相连，用于检测待测机械发出的声音信号并将所述声音信号转化为电信号传送给所述单片机；所述单片机分别与所述麦克风、声源定位模块以及报警模块电性相连，用于向所述频谱检测模块发出控制信号，控制所述麦克风检测待测机械发出的声音信号；所述声源定位模块包括一温度传感器和麦克风阵列；所述报警模块在所检测到的电信号的幅值变量与基准幅值变量不相同时发出警报信号，并显示待测机械故障点的平面投影位置。2.如权利要求I所述的一种故障检测装置，其特征在于，所述单片机包括一计时器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈倩倩，陈盼晴，陆永耕，谢秋池，傅超，赵永刚，陆昕杰，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：实用新型
国别省市：