[发明专利]基于频谱特征单边检测法的烧结机漏风故障在线诊断方法

说明书

本发明公开一种基于频谱特征单边检测法的烧结机漏风故障在线诊断方法。包括如下步骤1：在正常工况下和漏风故障工况下分别收集烧结生产车间的声音数据得到车间声音历史样本；步骤2：依据收集到的历史样本建立正常声音模型和漏风故障声音模型；步骤3：实时采集当前烧结生产车间的声音数据获得在线生产样本，将在线声音样本与正常声音模型进行比较，依据比较结果判断在线声音样本是否异常，如果在线声音样本的数据异常，则将在线声音样本的数据与漏风故障声音模型进行比较，判断在线声音样本是否属于已定义的漏风故障以判断烧结机是否发生漏风故障；本发明通过对易获得的声音信号进行采集和分析，为烧结机的漏风故障监测提供了方便易行的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于频谱特征单边检测法的烧结机漏风故障在线诊断方法。

背景技术

铁矿石烧结是现代钢铁冶金流程中的重要环节，其最主要生产环节是在台车式烧结机上将混合均匀的小颗粒状原料点火燃烧，使其熔合成块状烧结矿。为保证烧结矿结结块的强度和化学成分，需要原料在烧结机上得到充分燃烧。混合搅拌均匀的小颗粒状原料在烧结机上是以厚料层形式均匀分布的，为保证原料的充分燃烧，烧结机会在原料层下方设置风箱并连接抽风机，通过抽风机产生的负压，将新鲜空气带入到燃烧的原料层中。由于烧结机的密封结构和长期使用的保养问题，烧结生产过程中会产生漏风现象，导致燃烧不充分和抽风机能源的浪费，严重漏风的情况下，甚至会产生高温颗粒物洒落，造成生产事故。烧结机及其附属的风箱、风管、阀门等，由于结构复杂，且工作在高温状态，使漏风率的检测一直缺少行之有效的手段。

声音信号具有传播速度快和不易被遮挡的特性，而根据长期的生产经验总结，烧结机漏风故障的一个重要现象就是会产生风穿过狭窄空间造成的啸叫声,这种漏风产生的声音一般比较尖锐，和工厂背景声音有一定的区分度，所以本发明根据烧结机漏风现象的这一特点，采用对车间声音信号分析的方法，实现烧结机漏风故障的综合在线检测和故障诊断。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于频谱特征单边检测法的烧结机漏风故障在线诊断方法。

为达到上述目的，本发明一种基于频谱特征单边检测法的烧结漏风故障在线诊断方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在正常工况下和漏风故障工况下分别收集烧结生产车间的声音数据得到车间声音历史样本；

步骤2：依据收集到的历史样本建立正常声音模型和漏风故障声音模型；

步骤3：实时采集当前烧结生产车间的声音数据获得在线生产样本，将在线声音样本与正常声音模型进行比较，依据比较结果判断在线声音样本是否异常，如果在线声音样本的数据异常，则将在线声音样本的数据与漏风故障声音模型进行比较，判断在线声音样本是否属于已定义的漏风故障以判断烧结机是否发生漏风故障；

所述步骤2中建立正常声音模型的方法包括：

步骤2.1：将步骤1中得到车间声音历史样本，通过采样和去噪，制备成离线正常样本集；

步骤2.2：对获得的正常样本集进行时域-频域转换，得到正常工作频谱样本集；

步骤2.3：对正常工作频谱样本集，在音频分布范围内均匀选取若干个频段，作为烧结车间声音特征频率集；

步骤2.4：利用获得的声音特征频率集，计算各特征频率对应的声音强度，得到正常样本强度集；

步骤2.5：利用获得的正常样本强度集构建得到烧结机正常声音模型；

所述步骤3中判断烧结机是否发生漏风故障的步骤为：

步骤3.1：将获得的在线生产样本进行频谱分析，得到各特征频率对应的声音强度集；

步骤3.2：计算在线生产样本与正常声音模型间声音强度的相似性测度；依据相似性测度判断在线生产样本是否异常；