[发明专利]利用语音识别技术判断机电故障

说明书

技术领域：利用语音识别技术快速判断电厂汽轮发电机及大中型水泵机电故障的技术。

背景技术：随着语音识别技术的迅速发展及计算机控制技术的日益完善。本专利将进一步利用语音识别技术快速准确地判断机电故障，以求快速反映，迅速处理。

在机电行业中，许多机电设备、电机及水泵行业都普遍存在这样一种现象：即从理论上讲，测量机电设备和电机、水泵在行驶过程中的故障判断，虽然可以应用各种各样的传感器，利用光电传感、电磁传感、霍尔传感、温湿度传感、CCD传感等等不一而足。但从工本上来讲一是价格在很多情况下昂贵，应用技术复杂，技术手段有时很难达到；二是即使出现了故障，一般情况下这些传感器也未必一定能检测出来。一旦监测出来时，事故已经发生了，造成很大的经济损失。

发明内容：在电器，电力行业中，我们注意到的是一个普遍现象：一般机电设备在正常运转过程时的音频或非音频声音是有一定规律的，而设备处于不正常情况下的音频或非音频声音是和正常情况下不相同的。利用这一点，本专利讲课利用语音识别技术，快速、准确地判断出设备是否处于正常状况，反馈信息给计算机。达到计算机自动控制处理的目的。

举例说明：油田中的电机、水泥厂的球磨机、商场里用的自动人行扶梯电机等，正常工作时的声音与非正常时的声音是不一致的。有经验的老技术人员都知道自己操作中的机电设备在行进工作中的声音是什么样，而处于非正常情况下的声音又是什么样等等。这些都为利用语音识别技术的大显身手提供了非常合适的应用场合。

语音识别系统有一套自学习过程，可将正常情况下的声音录入，之後在机电设备工作中，一旦出现与语音识别自学过程不一样的声音信号，该系统将出现不同的错误代码。也可将故障声音录入系统，是之更准确地判断是何种设备，何种状态发生了故障。

与以往工业波形检测方法不同的是，充分利用了语音识别技术中的语音谱检测技术，它比时域比较法，频域比较法都向前迈进了一大步，它记录和比较的是声纹，是不同时间的声波的频率强弱变化的体现。该发明就是充分了利用这一点拓展到工业检测领域。

本发明的技术实施方案是：

第一步，利用声音传感器对音频信号采样，由于目前的驻极体话筒传感器的频宽已可达到50HZ——20KHZ的部分超音频范围，所以在实际应用中已额外的超水平发挥了语音识别技术的动态识别范围。

第二步，利用现有的成型的语音识别电路板，如目前应用的手机中的语音识别电路板及功能，对机电设备工作时的各种正常的音频信号的及非正常的音频信号采样，并存储入语音识别电路的存储器中，成为许多的标准的比对样本。在线工作时再利用声音传感器对音频信号采样实时采集，语音识别电路板对该采集的信号与存储器中的标准的比对样本逐一进行比对。并快速识别出比对的结果，例如：信号与第12号样本比对的相似度最接近，而第12号是正常的样本，那末这时候的采样结果显示设备工作在正常情况下，如果信号与第16号样本比对的相似度最接近，而第12号是非正常的样本，那末这时候的采样结果显示设备工作在非正常情况下，由于我们已知第16号的样本是某类的故障样本，那末也就知道了该设备已出现了某类的故障。

第三步，将语音识别电路板分析出的结果通过显示屏，或用微机转换成直观图形显示出来，同时用喇叭等器材进行语音提示。

以下是我们用于电厂中的汽轮发电机上的利用语音识别技术判断汽轮机工作时的故障的在线检测技术实施方案。语音识别电路将电厂中的汽轮发电机在起步，运行，停车等多种状态下的正常与非正常声波都作为样本空间采集到语音识别电路的存储器中，并在发电机运行中不断采集声波样品与之比对，当检测到与非正常声波匹配的结果时进行报警。

图1：该图是利用语音识别技术识别机电故障原理如图

图2：该图是应用该技术的设备示意图。

图3：该图是该图是用于电厂中的汽轮发电机上的利用语音识别技术判断汽轮机工作时的故障的工作示意图。第一步：先将正常的与非正常的音频信号采集入语音识别电路板，并存入其存储器。第二步：对样本进行整理编号。第三步：在线实时进行不间断的语音信号采样，随时输入语音电路进行比对，并计算出结果。第四步：将结果显示到计算机屏幕上或LCD显示屏上，同时语音提示。

图4：语音电路板面板键盘示意图。这些键为系统开关键，训练键为初始时正常与非正常时的声波采集自学习键，连续运行比对键是不间断运行时的比对键，单一运行比对键是人工运行时的比对键。