[发明专利]一种基于声压传感器阵列的电气设备监测系统

权利要求书

1.一种基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，

包括至少一个声压传感单元、多路音频采集卡、混音单元、能量谱估计单元、数字信号处理控制单元、预警模块、按键输入模块及显示模块；

所述的多路音频采集卡分别连接各所述的声压传感单元，用于对声压传感单元的音频信号的同步采集；

所述的混音单元将所有的声压传感单元传输的音频文件及音频信号混音后合成单独的音频文件；

所述的能量谱估计单元对混音后的单独音频文件及多路音频采集卡采集的信号进行能量功率的估算并确定声源发出的位置；

所述的数字信号处理控制单元针对估算确定的生源发出的位置信息进行信号转换处理进行绘制噪声图像，所述的数字信号处理控制单元还分别与用户操作终端、所述显示模块和所述的预警模块连接，用于输出监测结果至用户操作终端和显示模块，以及在所述音频信号声压值大于预设阈值时输出预警指令至所述预警模块。

2.根据权利要求1所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，每个所述的声压传感单元至少包括四个声压传感器，所述的声压传感器包括电容式驻极体话筒。

3.根据权利要求2所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，所述的能量谱估计单元确定声源发出位置的方法包括如下步骤：

假定四个传感器的空间位置为0,其中i＝0表示主传感器，i＝1,2,3表示辅传感器，目标的空间位置为(x,y,z)^T，r_i表示声源与第i传感器之间的距离，Δr_i表示声源到第i传感器与声源到(x₀,y₀,z₀)^T传感器之间的距离差，用方程表示为

对上式整理化简得：

由上式表示的方程构成了一个非线性方程组，为了求解这个方程组，首先将r₀看作是一已知量，因此可以得到以下矩阵表达式：

X＝[x y z]^T

对于四个传感器的时差定位，如果rank(A)＝3，则声源位置估计值为：

由上式可得目标位置的估计值为：

4.根据权利要求1所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，所述的数字信号处理控制单元包括STM32f103RC单片机和TMS320C6748单片机。

5.根据权利要求1所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，所述的预警模块包括扬声器和警示灯，所述的数字信号处理控制单元分别连接所述的扬声器和所述警示灯。

6.根据权利要求1所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，还包括按键输入模块，所述数字信号处理控制单元与按键输入模块连接。

7.根据权利要求1所述基于声压传感器阵列的电气设备监测系统，其特征在于，所述的数字信号处理控制模块通过RS232串口或者自适应LAN连接用户终端。