[发明专利]一种基于音频的运载火箭故障检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于音频的运载火箭故障检测装置，其特征在于，包括声音传感器阵列，信号采集模块和信号处理模块；

所述声音传感器阵列接收火箭上待测产品的声音信号，经信号采集模块进行信号采集处理后发送给信号处理模块；信号处理模块提取声音信号的特征值，进行故障判别；

信号处理模块接收声音信号，通过小波变换的手段进行对信号的消噪处理，消噪处理方法包括:利用小波滤波特性进行消噪、采用小波变换模极大值的方法进行消噪、通过阈值处理的方法进行消噪；对信号进行消噪处理之后，对已经得到的信号进行分帧，分别对其进行短时傅里叶分析，在时域、频域上分别提取出不同的特征值，包括频率、幅值或相位；

信号处理模块进行故障判别的方法为：将特征值与声音库中正常工作时的特征值进行对比，如果任一特征值超出限定阈值，则判断火箭上待测产品存在故障；

声音传感器阵列沿周向分布在传感器支架的内、中、外环，相邻环之间的传感器径向角度不一致，其中声音传感器a1至a6均匀布置在传感器支架的内环，声音传感器b1至b6均匀布置在传感器支架的中环，声音传感器c1至c6均匀布置在传感器支架的外环，各环之间的传感器按一定几何规律分布，且声音传感器a1至a6与声音传感器c1至c6对应径向角度一致，分别与声音传感器b1至b6成30度夹角；声音传感器阵列均匀分布在传感器支架的螺旋支臂上；

所述声音传感器为PCB公司的130F22声音传感器。

2.如权利要求1所述的基于音频的运载火箭故障检测装置，其特征在于，信号处理模块判断 火箭待测产品存在故障后，将特征值与声音库中对应的典型故障下的声音特性进行匹配，如果处于某一典型故障的声音特性包络范围内，则判断故障类型为该典型故障。

3.如权利要求1所述的基于音频的运载火箭故障检测装置，其特征在于，如果没有对应的典型故障，则进行故障分析定位后，将该故障的声音特性及包络范围加入声音库。

4.一种利用权利要求1所述的基于音频的运载火箭故障检测装置进行运载火箭故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)声音传感器阵列接收火箭待测产品的声音信号，对声音信号进行信号采集处理；采集时，接收多个声音传感器发送的声音信号，将电压范围调理至采集板卡的采集范围内，完成多通道声音数据的采集；所述声音传感器为PCB公司的130F22声音传感器；

(2)对采集处理后的声音信号进行小波变换、傅里叶变换后，进行特征值提取；所述特征值，包括频率、幅值或相位；

(3)将特征值与声音库中正常工作时的特征值进行对比，如果任一特征值超出限定阈值，则判断火箭上待测产品存在故障；

火箭上待测产品存在故障后，将特征值与声音库中对应的典型故障下的声音特性进行匹配，如果处于某一典型故障的声音特性包络范围内，则判断故障类型为该典型故障；

所述声音库包括火箭中所有待测产品正常工作时的声音特性及包络范围，和待测产品典型故障下的声音特性及包络范围；

如果没有对应的典型故障，则进行故障分析定位后，将该故障的声音特性及包络范围加入声音库。