一种基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置和方法与流程

1.本发明属于液压柱塞泵故障诊断装置及方法技术领域，具体涉及一种基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置和方法。


背景技术：

2.液压系统中柱塞泵因其额定压力高、转速高、驱动功率大、容积效率高、使用寿命长及单位功率质量轻等特点应用极广，作为重要的动力源广泛应用。柱塞泵除了有上述优点外，也具有相应的缺点，比如结构较为复杂、零件数量比较多、自吸性能差、制造工艺要求较高、对液压油要求较高及抗油液污染能力差等。柱塞泵在运行中会出现与联轴器同轴度不匹配、因油污柱塞泵内部磨损、进油孔径过大、柱塞泵过热、泵空吸等问题，这些问题的出现实时会影响柱塞泵的正常工作和使用寿命，甚至对整体的液压系统都有巨大的影响。
3.针对上述情况，目前采用的方法是在液压系统或者柱塞泵处，专门派遣一个技术人员实时通过类如声音的变化等现场异常状况来判断获知柱塞泵的运行情况，并根据异常情况采取相应的措施。这样会有以下两种情况：1、现场技术人员的判断由于经验的问题，会出现漏判、误判等情况；2、柱塞泵在运行过程中出现的各种问题都不是瞬间产生的，都是由轻度到重度的发展过程，技术人员做出判断时，都已经为时过晚，损失已经不可避免。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单、响应速度快且准确度高的基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置和方法，在液压柱塞泵运行中，实时提取运行中的环境声音，并做环境声音的频率分析和分拣，针对不同频率的声音和不同柱塞泵的运行状态进行一一对应，由此，对柱塞泵采取相应的类似警告、中断运行等措施。
5.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置，其特征在于包括麦克风、屏蔽线、声卡、dsp声音处理器、故障指示灯、继电器和交流接触器，其中麦克风固定于液压柱塞泵的一侧，该麦克风通过屏蔽线连接至声卡，声卡将采集到的声音通过连接线传输至dsp声音处理器，dsp声音处理器的输出端分别通过连接线连接有故障指示灯和继电器，该dsp声音处理器根据声音处理的结果控制继电器，继电器通过连接线控制交流接触器的开关，该交流接触器连接于液压柱塞泵的供电线路上。
6.进一步限定，所述故障指示灯包括由上向下依次设置的柱塞泵与联轴器同轴度不匹配指示灯、因油污柱塞泵内部磨损指示灯、进油孔径过大指示灯和泵空吸指示灯，其中柱塞泵与联轴器同轴度不匹配指示灯对应柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障，因油污柱塞泵内部磨损指示灯对应因油污柱塞泵内部磨损故障，进油孔径过大指示灯对应进油孔径过大故障，泵空吸指示灯对应泵空吸故障，对麦克风采集的四种不同故障产生声音的频率进行精确分析，找到不同故障对应声音的特征频率段，其中柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障对应产生声音的频率段为f1：150hz-300hz；因油污柱塞泵内部磨损故障对应产生声音的频
率段为f2：500hz-700hz；进油孔径过大故障对应产生声音的频率段为f3：1000hz-1300hz；泵空吸故障对应产生声音的频率段为f4：1800hz-2500hz，再根据麦克风采集的液压柱塞泵实际运行过程中产生的不同频率段的声音判断是否包含柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障、因油污柱塞泵内部磨损故障、进油孔径过大故障和泵空吸故障。
7.本发明所述的基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断方法，其特征在于具体步骤为：步骤s1：在液压柱塞泵正常运行位置一侧安装麦克风，采用屏蔽线将麦克风与声卡连接，再将声卡与dsp声音处理器通过连接线连接，将dsp声音处理器的输出端分别通过连接线与故障指示灯和继电器连接，该dsp声音处理器将处理后的声音信号分别输入至故障指示灯和继电器中，继电器和交流接触器通过连接线连接，交流接触器连接于液压柱塞泵的供电线路上；步骤s2：启动麦克风、声卡、dsp声音处理器和故障指示灯；步骤s3：启动电机，电机带动液压柱塞泵工作，油箱内的液压油通过液压柱塞泵进入执行元件；步骤s4：在液压柱塞泵工作过程中，麦克风将采集到的工作环境声音通过屏蔽线和声卡输入至dsp声音处理器中，dsp声音处理器对采集到的液压柱塞泵的工作环境声音频率做处理；步骤s5：通过dsp声音处理器对采集到的液压柱塞泵的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵的工作环境声音频率主要集中在f1：150hz-300hz频段，判断为柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障，打开继电器，继电器控制交流接触器断开，电机停止工作，液压柱塞泵停止工作，同时柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障指示灯亮起；步骤s6：通过dsp声音处理器对采集到的液压柱塞泵的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵的工作环境声音频率主要集中在f2：500hz-700hz频段，判断为因油污柱塞泵内部磨损故障，打开继电器，继电器控制交流接触器断开，电机停止工作，液压柱塞泵停止工作，同时因油污柱塞泵内部磨损指示灯亮起；步骤s7：通过dsp声音处理器对采集到的液压柱塞泵的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵的工作环境声音频率主要集中在f3：1000hz-1300hz频段，判断为进油孔径过大故障，打开继电器，继电器控制交流接触器断开，电机停止工作，液压柱塞泵停止工作，同时进油孔径过大指示灯亮起；步骤s8：通过dsp声音处理器对采集到的液压柱塞泵的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵的工作环境声音频率主要集中在f4：1800hz-2500hz频段，判断为进油孔径过大故障，打开继电器，继电器控制交流接触器断开，电机停止工作，液压柱塞泵停止工作，同时泵空吸指示灯亮起。
8.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明能够对液压柱塞泵现场运行中的故障实时监测并快速采取相应类似警告、中断运行等措施，并对不同的故障做出显示，进而能够有效保障液压柱塞泵以及对应的液压系统正常、稳定的工作，具有结构简单、响应速度快及准确度高等优点。
附图说明
9.图1是基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置的结构示意图；图2是基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断方法的工艺流程图。
10.图中：1-麦克风，2-屏蔽线，3-声卡，4-dsp声音处理器，5-故障指示灯，6-继电器，7-交流接触器，8-电机，9-液压柱塞泵，10-油箱。
具体实施方式
11.结合附图详细描述本发明的技术方案，如图1所示，一种基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断装置，包括麦克风1、屏蔽线2、声卡3、dsp声音处理器4、故障指示灯5、继电器6和交流接触器7，其中麦克风1固定于液压柱塞泵9的一侧，该麦克风1通过屏蔽线2连接至声卡3，声卡3将采集到的声音通过连接线传输至dsp声音处理器4，dsp声音处理器4的输出端分别通过连接线连接有故障指示灯5和继电器6，该dsp声音处理器4根据声音处理的结果控制继电器6，继电器6通过连接线控制交流接触器7的开关，该交流接触器7连接于液压柱塞泵9的供电线路上；所述液压柱塞泵9的型号为90-l-100-kp-1-cd-80-r-3-c7-f-03-gba。
12.本发明所述的基于声音识别技术的液压柱塞泵故障诊断方法，其具体步骤为：步骤s1：在液压柱塞泵9正常运行位置一侧安装麦克风1，采用屏蔽线2将麦克风1与声卡3连接，再将声卡3与dsp声音处理器4通过连接线连接，将dsp声音处理器4的输出端分别通过连接线与故障指示灯5和继电器6连接，该dsp声音处理器4将处理后的声音信号分别输入至故障指示灯5和继电器6中，继电器6和交流接触器7通过连接线连接，交流接触器7连接于液压柱塞泵9的供电线路上；步骤s2：启动麦克风1、声卡3、dsp声音处理器4和故障指示灯5；步骤s3：启动电机8，电机8带动液压柱塞泵9工作，油箱10内的液压油通过液压柱塞泵9进入执行元件；步骤s4：在液压柱塞泵9工作过程中，麦克风1将采集到的工作环境声音通过屏蔽线2和声卡3输入至dsp声音处理器4中，dsp声音处理器4对采集到的液压柱塞泵9的工作环境声音频率做处理；步骤s5：通过dsp声音处理器4对采集到的液压柱塞泵9的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵9的工作环境声音频率主要集中在f1：150hz-300hz频段，判断为柱塞泵与联轴器同轴度不匹配故障，打开继电器6，继电器6控制交流接触器7断开，电机8停止工作，液压柱塞泵9停止工作，同时柱塞泵与联轴器同轴度不匹配指示灯亮起；步骤s6：通过dsp声音处理4器对采集到的液压柱塞泵9的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵9的工作环境声音频率主要集中在f2：500hz-700hz频段，判断为因油污柱塞泵内部磨损故障，打开继电器6，继电器6控制交流接触器7断开，电机8停止工作，液压柱塞泵9停止工作，同时因油污柱塞泵内部磨损指示灯亮起；步骤s7：通过dsp声音处理器4对采集到的液压柱塞泵9的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵9的工作环境声音频率主要集中在f3：1000hz-1300hz频段，判断为进油孔径过大故障，打开继电器6，继电器6控制交流接触器7断开，电机8停止工作，液压柱塞泵9停止工作，同时进油孔径过大指示灯亮起；
步骤s8：通过dsp声音处理器4对采集到的液压柱塞泵9的工作环境声音频率处理结果分析，液压柱塞泵9的工作环境声音频率主要集中在f4：1800hz-2500hz频段，判断为进油孔径过大故障，打开继电器6，继电器6控制交流接触器7断开，电机8停止工作，液压柱塞泵9停止工作，同时泵空吸指示灯亮起。
13.以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。