專利名稱：電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備及方法，特別是涉及一種收集電動(dòng)機(jī)的噪音信號(hào)進(jìn)行處理，分析并評(píng)估采樣的噪音，然后通過對(duì)參考曲線的對(duì)比，實(shí)現(xiàn)車載電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)診斷的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
目前，車載電動(dòng)機(jī)的故障診斷，基本是通過電流、電壓的電子手段來進(jìn)行評(píng)估診斷，電子故障診斷的診斷結(jié)果需要很多因素綜合得出，而且硬性比較大(診斷結(jié)果只有是或者否，發(fā)生故障)，診斷精度不是非常準(zhǔn)確，并且耗時(shí)比較多，不能起到了電動(dòng)機(jī)故障征兆預(yù)警的作用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，引入機(jī)械診斷，提供一種通過發(fā)動(dòng)機(jī)噪音信號(hào)診斷故障的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備及方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，包括聲音接收裝置，用于收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置，與所述聲音接收裝置連接，用于將所述噪音信號(hào)數(shù)字化；以及信號(hào)處理裝置，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置連接，接收所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)并經(jīng)處理后得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述聲音接收裝置為安置在電動(dòng)機(jī)附近的麥克風(fēng)。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為音頻格式數(shù)據(jù)。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述信號(hào)處理裝置以預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)為一段，存儲(chǔ)多段數(shù)據(jù)并取所述多段數(shù)據(jù)的平均值。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中每段數(shù)據(jù)為3到4秒的長(zhǎng)度，存儲(chǔ)4段數(shù)據(jù)。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述信號(hào)處理裝置從所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)中采樣，通過快速傅里葉變換和漢寧窗口濾波留下預(yù)設(shè)的特性的采樣，得到一特性曲線，并與參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述音頻格式數(shù)據(jù)為WAV格式。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其中所述特性曲線為分貝-頻率曲線。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，還包括故障指示裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于進(jìn)行故障指示。本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)機(jī)故障診斷方法，包括以下步驟S1 :收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；S2 :將所述實(shí)時(shí)噪音信號(hào)數(shù)字化；S3 :將所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)進(jìn)行處理并得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。通過上述技術(shù)方案本發(fā)明的有益效果為I.通過簡(jiǎn)單的機(jī)械診斷，為復(fù)雜的電子診斷提供可靠的輔助診斷功能。2.快速傅里葉變換(FFT)的引用，加快數(shù)據(jù)分析，處理數(shù)據(jù)信號(hào)的速度，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷功能。3.通過本發(fā)明可以得到一個(gè)離真實(shí)情況比較接近的結(jié)果，而且是一個(gè)范圍結(jié)果(比如故障存在，但不影響發(fā)電機(jī)運(yùn)行)。
圖I為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷方法的流程圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中得到的一分貝-頻率曲線圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中得到的另一分貝-頻率曲線圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中得到的又一分貝-頻率曲線圖；圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中得到的再一分貝-頻率曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，包括聲音接收裝置，用于收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置，與所述聲音接收裝置連接，用于將所述噪音信號(hào)數(shù)字化；以及信號(hào)處理裝置，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置連接，接收所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)并經(jīng)處理后得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。其中所述聲音接收裝置可以為安置在電動(dòng)機(jī)附近的麥克風(fēng)；麥克風(fēng)采集電動(dòng)機(jī)發(fā)出的聲音，然后通過信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置傳到信號(hào)處理設(shè)備，同時(shí)信號(hào)處理設(shè)備先將聲音信號(hào)以“WAV”的格式存儲(chǔ)3到4秒的長(zhǎng)度，一共存儲(chǔ)4段WAV文件，然后取這4段WAV文件的平均值。接著信號(hào)處理設(shè)備分別從這4段WAV格式的聲音中采集2秒鐘共計(jì)44100x2個(gè)采樣，然后提取通過快速傅里葉變換提取這44100x2中的8192個(gè)(每5個(gè)采樣取平均值得I個(gè)采樣)采樣進(jìn)一步進(jìn)行處理，再通過漢寧窗口(Hanning-Window)濾波忽略一些不重要的采樣，而留下能反映重要特性(比如分貝-頻率)的采樣(1024個(gè))。這時(shí)體現(xiàn)在曲線上的這1024個(gè)采樣反饋的曲線，反映了收集的電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)噪音數(shù)據(jù)，再與預(yù)存于信號(hào)處理設(shè)備中的參考曲線進(jìn)行對(duì)比分析，我們可以準(zhǔn)確的診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。我們通過相同的辦法可以先采樣并分析評(píng)估出一組出現(xiàn)故障的電動(dòng)機(jī)曲線圖，作為故障診斷評(píng)估數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)比，得到接近故障的原因。經(jīng)過長(zhǎng)期的積累，數(shù)據(jù)庫可以為我們提供詳盡的故障發(fā)生原因。所述特性曲線為曲線。如圖2所示，為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，相比上一實(shí)施例還包括故障指示裝置，為一故障指示燈，將診斷結(jié)果通過故障指示燈提供給診斷人員。如果采樣聲音信號(hào)特性曲線與參考曲線的在同一頻率上的分貝差值超過了預(yù)設(shè)的相對(duì)限值，則故障提示燈亮紅燈報(bào)警故障，否則故障燈亮綠燈，表示電動(dòng)機(jī)無故障報(bào)警。所述相對(duì)限值可修改。本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)機(jī)故障診斷方法，包括以下步驟S1 :收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；S2 :將所述實(shí)時(shí)噪音信號(hào)數(shù)字化；S3 :將所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)進(jìn)行處理并得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。如圖3所示。為本發(fā)明電動(dòng)機(jī)故障診斷方法的流程圖。包括以下步驟S1 :收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；S2 :將所述實(shí)時(shí)噪音信號(hào)數(shù)字化；S3 :將所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)進(jìn)行處理并得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。 如圖4-圖7所示，分別為本發(fā)明一實(shí)施例中得到的四張分貝-頻率曲線圖，其中 曲線I為參考曲線，曲線2為實(shí)時(shí)噪音曲線，曲線3為前述兩曲線的差值曲線；圖4和圖5中的差值曲線在各頻率上的差值基本均小于OdB，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的噪音特性曲線是可以通過的，診斷為沒有發(fā)生故障；而圖6和圖7中的差值曲線在一個(gè)較大范圍的頻率上的差值均大于OdB，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的噪音特性曲線不能通過，診斷為發(fā)生故障。雖然已參照上述典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，包括 聲音接收裝置，用于收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)； 信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置，與所述聲音接收裝置連接，用于將所述噪音信號(hào)數(shù)字化；以及信號(hào)處理裝置，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置連接，接收所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)并經(jīng)處理后得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述聲音接收裝置為安置在電動(dòng)機(jī)附近的麥克風(fēng)。
3.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為音頻格式數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置以預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)為一段，存儲(chǔ)多段數(shù)據(jù)并取所述多段數(shù)據(jù)的平均值。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，每段數(shù)據(jù)為3到4秒的長(zhǎng)度，存儲(chǔ)4段數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置從所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)中采樣，通過快速傅里葉變換和漢寧窗ロ濾波留下預(yù)設(shè)的特性的采樣，得到一特性曲線，并與參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。
7.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述音頻格式數(shù)據(jù)為WAV格式。
8.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，所述特性曲線為分貝-頻率曲線。
9.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，其特征在于，還包括故障指示裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于進(jìn)行故障指示。
10.一種電動(dòng)機(jī)故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟 51:收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)； 52:將所述實(shí)時(shí)噪音信號(hào)數(shù)字化； S3:將所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)進(jìn)行處理并得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種電動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備，包括聲音接收裝置，用于收集電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)噪音信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置，與所述聲音接收裝置連接，用于將所述噪音信號(hào)數(shù)字化；以及信號(hào)處理裝置，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置連接，接收所述數(shù)字化后的噪音信號(hào)并經(jīng)處理后得到實(shí)時(shí)噪音信號(hào)的特性曲線，將該特性曲線與預(yù)存的噪音信號(hào)參考曲線進(jìn)行比對(duì)，從而診斷出電動(dòng)機(jī)是否發(fā)生故障。本發(fā)明的硬性不強(qiáng)，簡(jiǎn)單方便，耗時(shí)較短，而且起到了電動(dòng)機(jī)故障征兆預(yù)警的作用。
文檔編號(hào)G01M15/00GK102680233SQ20111006427
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者丁懷宇, 孫寧, 甄順田, 辛彥紅, 陳瀚, 高景伯 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司