[发明专利]基于声学算法的叶片状态监测系统及其监测方法

权利要求书

1.基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：包括安装在风机塔筒下方的噪声采集设备，由所述噪声采集设备采集风机叶片噪声信号经网络传输至数据采集系统统一处理，并经由数据储存系统对采集数据进行暂存；暂存在所述数据储存系统中的风机噪声数据由监测预警系统分析，通过所述监测预警系统提取噪声的梅尔谱特征，与神经网络中标准值比对，从而识别出叶片的故障原因，最后将分析出的数据通过交互界面展示。

2.根据权利要求1所述的基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：所述噪声采集设备包括设置在采集器主体箱（1）内的采集模块、网络模块、防护模块和电源模块，采集器主体箱（1）通过固定支架安装在风机塔筒下方；所述采集模块由麦克风阵列（8）和音频采集板（9）组成，所述麦克风阵列采集到的声音信号经音频采集板处理后由所述网络模块向外传输，所述防护模块包括设置在所述采集器主体箱内加热片（7）和除湿装置（12）；所述电源模块采用自复位防雷装置（10）和工业电源（11）组合，通过所述工业电源（11）为所述网络模块、防护模块以及采集模块供电。

3.根据权利要求2所述的基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：所述麦克风阵列安装在所述采集器主体箱顶部的支撑板（5）上，所述麦克风阵列外部设有环状的缓冲网，在麦克风阵列外侧还设有隔音罩；所述音频采集板安装在所述麦克风阵列的背面，所述音频采集板的处理芯片采用FPGA或STM32MCU；所述音频采集板（9）外侧设有电磁屏蔽罩。

4.根据权利要求2所述的基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：所述采集器主体箱（1）的侧壁上设有支撑立柱（4），所述支撑立柱（4）上安装DIN导轨（6），用以安装固定所述网络模块、防护模块和电源模块；所述麦克风阵列（8）粘接有所述加热片（7）；所述加热片（7）为塑胶加热片或陶瓷加热片。

5.根据权利要求1所述的基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：所述数据采集系统、数据储存系统以及监测预警系统之间通过工业以太网连接通信。

6.根据权利要求1所述的基于声学算法的叶片状态监测系统，其特征在于：所述噪声采集设备的音频采集器测量频率范围为：20-20000Hz，采样频率设置为：48000Hz。

7.一种基于声学算法的叶片状态监测系统的监测方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）噪声信号由所述噪声采集设备采集，经由网络服务发送至数据采集系统，对采集的数据与气象信息和机组信息进行初步融合处理，再将处理后的数据发送至数据存储系统；

（2）数据存储系统按照预先设定的存储规则，将数据存储在指定位置；当监测预警系统发出数据调取请求后，数据存储系统的数据可供具有权限的服务进行访问；

（3）监测预警系统能够对数据存储系统上的数据进行读取、编辑、查找、删除操作；

（4）监测预警系统实时获取采集到的噪声数据后，分别执行以下操作：

对数据进行降噪、波束成形等预处理；

对噪声数据进行梅尔谱特征提取；

将梅尔谱特征数据输入神经网络的预警算法对目标的状态进行判断；

（5）对分析判断后的数据通过交互界面进行展示。