一種模塊化的電機隔聲設備的製作方法
2024-04-16 03:41:05
1.本發明涉及電機技術領域，具體是一種模塊化的電機隔聲設備。
背景技術：
2.電機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，電機在電路中是用字母m(舊標準用d)表示，它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源，發電機在電路中用字母g表示，它的主要作用是利用電能轉化為機械能。電機是把電能轉換成機械能的設備，在機械、冶金、石油、煤炭、化學、航空、交通、農業以及其他各工業中，電機得到廣泛應用。
3.在理論上考慮，電機在運行的過程中應該不會發出任何的聲響，所以在電機工作的過程中任何的聲響都視為噪聲，電機產生的噪聲主要來源於三大類，電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲，其中空氣動力噪聲主要來源於電機自身的散熱扇葉在轉動的過程中帶來的噪聲；目前市場上的電機，它包括殼體以及設置於殼體內的定子以及轉子，轉子連接有輸出軸。傳統電機的噪音較大，會與周側的部件產生共振，會存在影響設備上的部件發生鬆動的現象，從而降低實用效果，基於以上不足，本發明提出一種模塊化的電機隔聲設備。
技術實現要素：
4.本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種模塊化的電機隔聲設備。
5.為實現上述目的，根據本發明的第一方面的實施例提出一種模塊化的電機隔聲設備，包括噪聲採集模塊、噪聲處理模塊、降噪評估模塊、資料庫、雲平臺以及預警分析模塊；
6.所述噪聲採集模塊用於通過安裝在電機殼體上的麥克風採集聲音信號，作為噪聲信號並將噪聲信號傳輸至控制中心；所述控制中心接收到噪聲信號後，若電機處於工作狀態，則生成降噪指令至噪聲處理模塊；
7.所述噪聲處理模塊用於對噪聲信號進行主次分類，並對主要噪聲源進行濾波增益處理；所述噪聲處理模塊用於將噪聲等級dt以及噪聲處理時長進行融合記錄，得到噪聲處理信息；
8.所述降噪評估模塊用於根據噪聲處理信息進行等級評估並將噪聲處理級別打上時間戳存儲至雲平臺；其中，噪聲處理級別包括高級降噪處理、中級降噪處理以及低級降噪處理；
9.所述預警分析模塊用於對雲平臺存儲的帶有時間戳的噪聲處理級別進行預警分析，判斷對應電機的運行隔音是否正常；具體分析步驟為：
10.根據時間戳，統計最近一月內對應電機的噪聲處理頻率並標記為n1；
11.將高級降噪處理、中級降噪處理以及低級降噪處理的次數佔比依次標記為zb1、zb2、zb3；利用公式gy＝n1
×
(zb1
×
3+zb2
×
2+zb3)
×
f計算得到對應電機的隔音預警值gy，其中f為係數因子；
12.將隔音預警值gy與設定預警閾值相比較，若gy≥設定預警閾值，則表明對應電機運行噪聲問題嚴重，生成預警信號。
13.進一步地，所述噪聲處理模塊的具體處理步驟為：
14.獲取噪聲信號，將噪聲信號轉換為電信號；對轉換的電信號進行數位訊號處理；通過數字濾波得到電信號的頻譜分布，通過數值的大小分析得到電信號的強度分布；
15.按照預設的採集間隔時長採集噪聲信號的頻率和強度；將噪聲信號的頻率標記為p1，將噪聲信號的強度標記為p2；利用公式zp＝p1
×
a1+p2
×
a2計算得到噪聲信號的降噪係數zp，其中a1、a2為係數因子；
16.將降噪係數zp與預設係數閾值相比較；若zp≥預設係數閾值且持續時長超過第一時長閾值，則將對應的噪聲信號標記為主要噪聲源；否則，標記為次要噪聲源。
17.進一步地，對主要噪聲源進行濾波增益處理，具體包括：
18.獲取所述主要噪聲源的周期能量值並標記為ei；建立周期能量值ei隨時間變化的曲線圖，將周期能量值ei與預設能量閾值相比較；
19.若ei大於預設能量閾值，則在對應的曲線圖中截取對應的曲線段並進行標註，記為超越曲線段；
20.統計超越曲線段的數量為c1；將超越曲線段上對應ei與預設能量閾值的差值對時間進行積分並進行求和得到超越參考面積m1，利用公式cy＝c1
×
a1+m1
×
a2計算得到噪聲超越係數cy，其中a1、a2均為係數因子；
21.根據噪聲超越係數cy確定所述主要噪聲源的噪聲等級，具體為：
22.資料庫內存儲有噪聲超越係數範圍與噪聲等級的對照表；根據對照表，確定與噪聲超越係數cy對應的噪聲等級，並標記為dt。
23.進一步地，所述周期能量值是指對接收到的連續多個比特位數據的能量進行累加並求平均所得到的值。
24.進一步地，所述降噪評估模塊的具體評估步驟為：
25.獲取噪聲處理信息中對應的噪聲等級dt以及噪聲處理時長td，利用公式zx＝dt
×
a3+td
×
a4計算得到增益調值zx，其中a3、a4為係數因子；
26.將增益調值zx與預設閾值相比較，其中預設閾值包括y1、y2；其中y1＞y2，y1、y2均為預設值；
27.當增益調值zx≥y1時，則將此次的噪聲處理級別標記為高級降噪處理；當y2≤增益調值zx＜y1時，則將此次的噪聲處理級別標記為中級降噪處理；當增益調值zx＜y2時，則將此次的噪聲處理級別標記為低級降噪處理。
28.進一步地，所述預警分析模塊用於將預警信號傳輸到控制中心，控制中心接收到預警信號控制報警模塊發出警報，並自動驅動顯示模塊顯示「電機運行噪聲問題嚴重，建議維護」，提示工作人員對電機進行檢修維護。
29.與現有技術相比，本發明的有益效果是：
30.1、本發明中所述控制中心接收到噪聲信號後，若電機處於工作狀態，則生成降噪指令至噪聲處理模塊；所述噪聲處理模塊用於對噪聲信號進行主次分類；根據噪聲信號的頻率和強度，計算得到噪聲信號的降噪係數zp；若zp≥預設係數閾值且持續時長超過第一時長閾值，則將對應的噪聲信號標記為主要噪聲源；並對主要噪聲源進行濾波增益處理，降
低信噪比，減少信號噪點；並將噪聲等級dt以及噪聲處理時長進行融合記錄得到噪聲處理信息；
31.2、所述降噪評估模塊用於根據噪聲處理信息進行等級評估；所述預警分析模塊用於對雲平臺存儲的帶有時間戳的噪聲處理級別進行預警分析，結合噪聲處理頻率以及高級降噪處理、中級降噪處理以及低級降噪處理的次數佔比，計算得到對應電機的隔音預警值gy，若gy≥設定預警閾值，則表明對應電機運行噪聲問題嚴重，生成預警信號，以提示工作人員對電機進行檢修維護，從源頭上減少電機的運行噪聲，提高電機實用效果。
附圖說明
32.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
33.圖1為本發明一種模塊化的電機隔聲設備的原理框圖。
具體實施方式
34.下面將結合實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
35.如圖1所示，一種模塊化的電機隔聲設備，包括噪聲採集模塊、控制中心、噪聲處理模塊、降噪評估模塊、資料庫、雲平臺、預警分析模塊、報警模塊以及顯示模塊；
36.噪聲採集模塊用於通過安裝在電機殼體上的麥克風採集聲音信號，作為噪聲信號；並將噪聲信號傳輸至控制中心；
37.控制中心接收到噪聲信號後檢測電機是否處於工作狀態；若電機處於工作狀態，則生成降噪指令至噪聲處理模塊；
38.噪聲處理模塊用於對噪聲信號進行主次分類，並對主要噪聲源進行濾波增益處理，降低信噪比，減少信號噪點；具體處理步驟為：
39.獲取噪聲信號，將噪聲信號轉換為電信號；對轉換的電信號進行數位訊號處理；通過數字濾波得到電信號的頻譜分布，通過數值的大小分析得到電信號的強度分布；
40.按照預設的採集間隔時長採集噪聲信號的頻率和強度；將噪聲信號的頻率標記為p1，將噪聲信號的強度標記為p2；利用公式zp＝p1
×
a1+p2
×
a2計算得到噪聲信號的降噪係數zp，其中a1、a2為係數因子；
41.將降噪係數zp與預設係數閾值相比較；若zp≥預設係數閾值且持續時長超過第一時長閾值，則將對應的噪聲信號標記為主要噪聲源；否則，標記為次要噪聲源；
42.對主要噪聲源進行濾波增益處理，並記錄噪聲處理信息；具體為：
43.獲取主要噪聲源的周期能量值並標記為ei，周期能量值是指對接收到的連續多個比特位數據的能量進行累加並求平均所得到的值；
44.建立周期能量值ei隨時間變化的曲線圖，將周期能量值ei與預設能量閾值相比
較；若ei大於預設能量閾值，則在對應的曲線圖中截取對應的曲線段並進行標註，記為超越曲線段；
45.統計超越曲線段的數量為c1；將超越曲線段上對應ei與預設能量閾值的差值對時間進行積分並進行求和得到超越參考面積m1，利用公式cy＝c1
×
a1+m1
×
a2計算得到噪聲超越係數cy，其中a1、a2均為係數因子；
46.根據噪聲超越係數cy確定主要噪聲源的噪聲等級，具體為：
47.資料庫內存儲有噪聲超越係數範圍與噪聲等級的對照表；根據對照表，確定與噪聲超越係數cy對應的噪聲等級，並標記為dt；
48.噪聲處理模塊用於將噪聲等級dt以及噪聲處理時長進行融合記錄得到噪聲處理信息，並將噪聲處理信息上傳至降噪評估模塊進行等級評估；降噪評估模塊的具體評估步驟為：
49.獲取噪聲處理信息中對應的噪聲等級dt以及噪聲處理時長td，利用公式zx＝dt
×
a3+td
×
a4計算得到增益調值zx，其中a3、a4為係數因子；
50.將增益調值zx與預設閾值相比較，其中預設閾值包括y1、y2；其中y1＞y2，y1、y2均為預設值；
51.當增益調值zx≥y1時，則將此次的噪聲處理級別標記為高級降噪處理；
52.當y2≤增益調值zx＜y1時，則將此次的噪聲處理級別標記為中級降噪處理；當增益調值zx＜y2時，則將此次的噪聲處理級別標記為低級降噪處理；
53.降噪評估模塊用於將噪聲處理級別打上時間戳存儲至雲平臺；
54.預警分析模塊用於對雲平臺存儲的帶有時間戳的噪聲處理級別進行預警分析，判斷對應電機的運行隔音是否正常；具體分析步驟為：
55.根據時間戳，統計最近一月內對應電機的噪聲處理頻率並標記為n1；
56.將高級降噪處理、中級降噪處理以及低級降噪處理的次數佔比依次標記為zb1、zb2、zb3；利用公式gy＝n1
×
(zb1
×
3+zb2
×
2+zb3)
×
f計算得到對應電機的隔音預警值gy，其中f為係數因子；
57.將隔音預警值gy與設定預警閾值相比較，若gy≥設定預警閾值，則表明對應電機運行噪聲問題嚴重，生成預警信號；
58.預警分析模塊用於將預警信號傳輸到控制中心，控制中心接收到預警信號控制報警模塊發出警報，並自動驅動顯示模塊顯示「電機運行噪聲問題嚴重，建議維護」，提示工作人員對電機進行檢修維護，從源頭上減少電機的運行噪聲，提高電機實用效果。
59.上述公式均是去除量綱取其數值計算，公式是由採集大量數據進行軟體模擬得到最接近真實情況的一個公式，公式中的預設參數和預設閾值由本領域的技術人員根據實際情況設定或者大量數據模擬獲得。
60.本發明的工作原理：
61.一種模塊化的電機隔聲設備，在工作時，噪聲採集模塊用於通過安裝在電機殼體上的麥克風採集聲音信號，作為噪聲信號；控制中心接收到噪聲信號後，若電機處於工作狀態，則生成降噪指令至噪聲處理模塊；噪聲處理模塊用於對噪聲信號進行主次分類；根據噪聲信號的頻率和強度，計算得到噪聲信號的降噪係數zp；若zp≥預設係數閾值且持續時長超過第一時長閾值，則將對應的噪聲信號標記為主要噪聲源；並對主要噪聲源進行濾波增
益處理，降低信噪比，減少信號噪點；
62.噪聲處理模塊還用於根據主要噪聲源的周期能量值計算得到噪聲超越係數cy，從而確定主要噪聲源的噪聲等級，並將噪聲等級dt以及噪聲處理時長進行融合記錄得到噪聲處理信息；降噪評估模塊用於根據噪聲處理信息進行等級評估；預警分析模塊用於對雲平臺存儲的帶有時間戳的噪聲處理級別進行預警分析，結合噪聲處理頻率以及高級降噪處理、中級降噪處理以及低級降噪處理的次數佔比，計算得到對應電機的隔音預警值gy，若gy≥設定預警閾值，則表明對應電機運行噪聲問題嚴重，生成預警信號，以提示工作人員對電機進行檢修維護，從源頭上減少電機的運行噪聲，提高電機實用效果。
63.在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
64.以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。