1.本发明属于信号处理领域，尤其涉及一种皮带机异常声音监测装置及方法。
背景技术：
2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.皮带机是
皮带输送机的简称,皮带机利用驱动滚筒与皮带之间的摩擦力曳引输送带和物料运行，运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，也可用于进行一定工艺操作的流水作业线，尤其作为
采矿的重要运输工具，用途广泛。
4.但皮带机在运行过程中会出现各种不同的异常工况，如支架螺栓松动、皮带打滑、皮带跑偏、滚筒或托辊轴承损坏、滚筒或托辊表面不净等等，容易引起皮带机损坏、停运甚至引发火灾。
5.现阶段国内带式输送机托辊故障检测自动化程度较低，主要人工巡检，通过人工观察、侦听声音来判断是否存在故障；皮带机数量庞大或长度较长时定期人工巡检的劳动强度非常大，并且不能实时掌握皮带机运行情况；而现有的自动化监测手段，各有缺陷，无法获得大规模推广应用；例如采用烟感、红外传感、摄像监控等设备不能覆盖全部皮带长度；例如震动传感器或采用拾音器的，由于需要安装大量传感器成本过高、安装施工复杂且供电困难；例如采用现有光纤震动传感技术的由于精度不够需要安装多条光纤无法准确分辨故障类型，且故障点定位精度不够。
6.针对以上问题，亟需一种皮带机异常监测装置，实现系统成本较低、施工安装方便、可靠性高、准确分辨故障类型、准确定位故障点。
技术实现要素：
7.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种皮带机异常声音监测装置及方法，通过安装在皮带机一侧的盘纤固定座分段采集皮带机的异常声音，然后经测声光纤上传到监控主机中，由监控软件进行分析；一旦出现异常，监控平台端会将故障的位置与故障类型实时告警。
8.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
9.本发明第一方面提供了一种皮带机异常声音监测装置；
10.一种皮带机异常声音监测装置，包括盘纤固定座、测声光纤、光纤测声分站和监控主机；
11.所述盘纤固定座沿皮带机纵向安装，用于分段收集皮带机运转时的声音信号，并传导给盘纤固定座之间的测声光纤；
12.所述光纤测声分站，与测声光纤相连，用于对测声光纤上的分段声音信号进行处理，并传输给监控主机；
13.所述监控主机，与光纤测声分站相连，用于自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测。
14.进一步的，所述盘纤固定座沿皮带机纵向安装，具体为：盘纤固定座通过磁铁或固定螺丝安装于皮带机支架的一侧，相邻两个盘纤固定座之间间隔相同距离。
15.进一步的，所述分段收集皮带机运转时的声音信号，具体为：
16.通过与所述皮带机支架的紧密连接，收集皮带机支架震动产生的声音、皮带与滚筒或托辊的摩擦产生的声音、皮带与皮带机支架摩擦产生的声音、滚筒或托辊转动产生的轴承摩擦产生的声音、其他机械震动或摩擦产生的声音。
17.进一步的，所述测声光纤分为a段测声光纤和b段测声光纤；
18.所述b段测声光纤，缠绕在盘纤固定座上，用于传导光信号和收集声音信号；
19.所述a段测声光纤，延皮带机纵向铺设，用于传导光信号和分离与之相邻的两段b段测声光纤。
20.进一步的，所述对测声光纤上的分段声音信号进行处理，具体为：
21.所述光纤测声分站向测声光纤发送脉冲光源，并且接收测声光纤反射的声光调制信号；
22.所述光纤测声分站采用相位敏感光时域反射计相位模拟相干解调技术，解调出每个b段测声光纤的声音信号。
23.进一步的，所述监控主机通过以太网与所述光纤测声分站连接，接收光纤测声分站上传的各段声音信号，由监控软件进行分析。
24.进一步的，所述对皮带机运行状态进行分段实时监测，具体为：
25.所述监控软件，从接收到的分段声音信号中，自动进行声学特征提取，然后与各种工况声纹库比对，得到故障的位置与故障类型。
26.本发明第二方面提供了一种皮带机异常声音监测方法。
27.基于本发明第一方面所述的一种皮带机异常声音监测装置的一种皮带机异常声音监测方法，包括：
28.分段采集皮带机的声音信号；
29.自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测。
30.本发明第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第二方面所述的一种皮带机异常声音监测方法中的步骤。
31.本发明第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第二方面所述的一种皮带机异常声音监测方法中的步骤。
32.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
33.本发明中监控主机通过以太网与光纤测声分站连接，接收光纤测声分站上传的各段声音信号，由监控软件进行分析；一旦出现异常，监控平台端会将故障的位置与故障类型实时告警。
34.同时可以实现系统成本较低、施工安装方便、可靠性高、准确分辨故障类型、准确定位故障点。
35.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
36.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
37.图1为第一个实施例的装置结构图。
38.图2为第二个实施例的方法流程图。
39.其中，1、皮带机，2、盘纤固定座，3、皮带机支架，4、a段测声光纤，5、b段测声光纤，6、光纤测声分站，7、监控主机
具体实施方式
40.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
41.实施例一
42.本实施例公开了一种皮带机异常声音监测装置，如图1所示，包括皮带机1、盘纤固定座2、皮带机支架3、a段测声光纤4、b段测声光纤5、光纤测声分站6和监控主机7；
43.盘纤固定座2沿皮带机1纵向安装，每两个盘纤固定座2间隔1米左右；盘纤固定座2通过磁铁或固定螺丝安装于皮带机支架3的一侧，其作用是通过与皮带机支架3的紧密连接，收集皮带机支架3震动产生的声音、皮带与滚筒或托辊的摩擦产生的声音、皮带与支架摩擦产生的声音、滚筒或托辊转动产生的轴承摩擦产生的声音、以及其他机械震动或摩擦产生的声音，并将声音传导到缠绕其上的b段测声光纤5；盘纤固定座2是将声音传导到缠绕其上的b段测声光纤5，最终起到声光转换的是光纤；想要提高声音采集的精度，需要在同一位置有足够长度的光纤，所以需要盘纤固定座2。
44.测声光纤分为a段测声光纤4和b段测声光纤5，a段测声光4延皮带机1纵向铺设，每段至少1米，作用是传导光信号并且分离与之相邻的两段b段测声光纤5，避免其相互干扰。
45.b段测声光纤5缠绕在盘纤固定座2上，缠绕其上的光纤长度为2到3米，作用是除传导光信号外，主要是收集声音信号。
46.光纤测声分站6与a段测声光纤4连接，光纤测声分站6向a段测声光纤4发送脉冲光源，并且接收a段测声光纤4反射的声光调制信号；光纤测声分站6采用相位敏感光时域反射计相位模拟相干解调技术，解调出每个b段测声光纤5的声音信号，并且通过以太网通信，将各个b段测声光纤5的声音信号发送到监控主机7。
47.监控主机7通过以太网与光纤测声分站6连接，接收光纤测声分站6上传的各段声音信号，由监控软件进行分析。
48.监控软件安装于监控主机7，监控软件功能包括：系统配置、光纤测声主机配置、声音数据分析、数据本地存储、历史数据展示、实时运行状态展示、故障报警等。
49.监控软件采集声学信息后，自动进行声学特征提取，然后与各种工况声纹库比对，对皮带机运行状态进行实时在线监测；一旦出现异常，监控平台端会将故障的位置与故障类型实时告警。
50.实施例二
51.本实施例公开了一种皮带机异常声音监测方法；
52.如图2所示，基于实施例一所述的一种皮带机异常声音监测装置的皮带机异常声音监测方法，包括：
53.步骤s201：分段采集皮带机的声音信号；
54.步骤s202：自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测。
55.实施例三
56.本实施例的目的是提供计算机可读存储介质。
57.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例二所述的一种皮带机异常声音监测方法中的步骤。
58.实施例四
59.本实施例的目的是提供电子设备。
60.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例二所述的一种皮带机异常声音监测方法中的步骤。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，包括盘纤固定座、测声光纤、光纤测声分站和监控主机；所述盘纤固定座沿皮带机纵向安装，用于分段收集皮带机运转时的声音信号，并传导给盘纤固定座之间的测声光纤；所述光纤测声分站，与测声光纤相连，用于对测声光纤上的分段声音信号进行处理，并传输给监控主机；所述监控主机，与光纤测声分站相连，用于自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测。2.如权利要求1所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述盘纤固定座沿皮带机纵向安装，具体为：盘纤固定座通过磁铁或固定螺丝安装于皮带机支架的一侧，相邻两个盘纤固定座之间间隔相同距离。3.如权利要求2所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述分段收集皮带机运转时的声音信号，具体为：通过与所述皮带机支架的紧密连接，收集皮带机支架震动产生的声音、皮带与滚筒或托辊的摩擦产生的声音、皮带与皮带机支架摩擦产生的声音、滚筒或托辊转动产生的轴承摩擦产生的声音、其他机械震动或摩擦产生的声音。4.如权利要求1所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述测声光纤分为a段测声光纤和b段测声光纤；所述b段测声光纤，缠绕在盘纤固定座上，用于传导光信号和收集声音信号；所述a段测声光纤，延皮带机纵向铺设，用于传导光信号和分离与之相邻的两段b段测声光纤。5.如权利要求1所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述对测声光纤上的分段声音信号进行处理，具体为：所述光纤测声分站向测声光纤发送脉冲光源，并且接收测声光纤反射的声光调制信号；所述光纤测声分站采用相位敏感光时域反射计相位模拟相干解调技术，解调出每个b段测声光纤的声音信号。6.如权利要求1所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述监控主机通过以太网与所述光纤测声分站连接，接收光纤测声分站上传的各段声音信号，由监控软件进行分析。7.如权利要求6所述的一种皮带机异常声音监测装置，其特征在于，所述对皮带机运行状态进行分段实时监测，具体为：所述监控软件，从接收到的分段声音信号中，自动进行声学特征提取，然后与各种工况声纹库比对，得到故障的位置与故障类型。8.基于如权利要求1-7任一项所述的一种皮带机异常声音监测装置的皮带机异常声音监测方法，其特征在于，包括：分段采集皮带机的声音信号；自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测。
9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的一种皮带机异常声音监测装置中的步骤。10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述的一种皮带机异常声音监测装置中的步骤。
技术总结
本发明提出了一种皮带机异常声音监测装置及方法，涉及信号处理领域，包括盘纤固定座、测声光纤、光纤测声分站和监控主机；所述盘纤固定座沿皮带机纵向安装，用于分段收集皮带机运转时的声音信号，并传导给盘纤固定座之间的测声光纤；所述光纤测声分站，与测声光纤相连，用于对测声光纤上的分段声音信号进行处理，并传输给监控主机；所述监控主机，与光纤测声分站相连，用于自动提取分段声音信号的声学特征，基于声学特征，对皮带机运行状态进行分段实时监测；本发明通过安装在皮带机一侧的盘纤固定座分段采集皮带机的异常声音，然后经测声光纤上传到监控主机中，由监控软件进行分析；一旦出现异常，监控平台端会将故障的位置与故障类型实时告警。障类型实时告警。障类型实时告警。
技术研发人员：胡平 吕晨辉 李新 刘新龙 耿彬 郝晓雨 孙启平 董润泽 宋清爽 杨震威 郑元勋
受保护的技术使用者：康威通信技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/4/18
声明：
“皮带机异常声音监测装置及方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：康威通信技术股份有限公司
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2024年06月14日 ~ 16日 
