[发明专利]用于对机器进行声学分析的方法、系统及计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及机器(例如，诸如飞行器发动机之类的发动机)的监测领域。 具体地，本发明涉及一种用于对机器进行声学分析以对该机器内的异常进行检 测或预测的方法及系统。

背景技术

机器是一种机械系统，该机械系统会承受应力，该应力能够导致其部件出 现磨损。因此，总体而言，试图尽可能高效地对机器的状态进行监测以对缺陷 的出现进行检测或预测。

如果机器(例如，飞行器发动机)具有产生噪声的缺点，然而可以想象利 用该缺点以非入侵的方式实现缺陷的诊断或预后。

因此，根据公开专利US2007/0255563A1已知一种用于监测飞机涡轮喷气 发动机的系统，根据该公开专利，使用位于涡轮喷气发动机的机舱下方的两个 麦克风记录源自正在运行的涡轮喷气发动机的声学信号，并且使用语音识别算 法将所采集的信号与参考信号进行比较。通过这种方式，可以对所采集的信号 中的表示涡轮喷气发动机的状态的“字(words)”进行识别。

尽管这样的系统具有使用完善的语音识别算法的优点，但是其功效仍然有 限。由于实际上在涡轮喷气发动机上的噪声源具有多样性，分析所采集的声学 信号会相对复杂并且表示缺陷的“字”在幅度、相位和/或频率方面可能存在相 当大的差异。因此，很难识别出这样的具有代表性的“字”，从而存在无法对所 采集的实际上表示所给定的缺陷的声学信号进行管理的风险，尤其是在源自所 获得的声学信号的“字”明显不同于参考信号的“字”的情况下。

发明内容

本发明的目的在于提出一种技术以使得能够根据对机器所产生的噪声的分 析来改善对机器的缺陷的诊断或预后。为此，提出了一种对机器进行声学分析 的方法，该方法包括：采集由位于机器中的至少一个麦克风所提供的至少一个 声学信号，其特征在于，该方法还包括如下步骤：

-将至少一个声学信号分离成多个声源，所述信号被建模为多个分量的组 合，每个分量对应于一个声源；

-针对至少一个所分离的声源，确定特征声学签名；以及

-将至少一个特征声学签名与参考数据库中记录的至少一个参考声学签名 进行比较。

下面为本发明的某些优选的而非限定性的方面：

-每个参考声学签名可以对应于机器的缺陷的声学签名特征，并且该方法 包括：当所分离的声源的特征声学签名与一缺陷的参考声学签名特征之间的差 值低于阈值时，识别所述机器的所述缺陷。

-该方法可以包括用于确定至少一个参考声学签名的步骤，所述步骤包括：

○采集由位于至少一个参考机器中的至少一个麦克风所提供的至少 一个参考声学信号；

○将至少一个参考声学信号分离成多个参考声源；

○针对至少一个分离的参考声源，确定参考声学签名；

○将所述至少一个分离的参考声源的特征声源签名记录到参考数据 库中。

-至少一个参考机器可以是无缺陷的机器；

-至少一个参考机器可以是与之前所考虑的机器相同的机器或者可以是相 同类型的、具有相同运行历史的机器；以及

-至少一个参考机器可以包括至少两个机器。

此外，本发明的主题还是一种用于对机器进行声学分析的系统，包括：用 于采集位于所述机器中的至少一个麦克风所提供的至少一个声学信号的装置以 及记录有至少一个参考声学签名的参考数据库，其特征在于，所述系统还包括： 声源分离模块、声学签名确定模块以及声学签名比较模块，这些模块被配置成 执行根据本发明的方法。

本发明的主题还是一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括代码指令， 当所述程序在计算机上运行时，所述代码指令用于执行根据本发明的方法中的 步骤。

附图说明

通过阅读以下通过非限制性方式给出并且参考附图而做出的形成本发明的 优选实施例的详细描述，本发明的其他方面、目标、优点及特征将变得更清楚， 在附图中：

图1以示意性的方式示出了根据本发明第一可能实施例的在用于对机器进 行声学分析的系统或方法中执行的材料装置的示例；

图2以示意性的方式示出了根据本发明第二可能实施例的在用于对机器进 行声学分析的系统或方法中执行的材料装置的示例；