一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法与流程

1.本发明属于扶梯故障检测设备领域，具体涉及一种基于声音特征检测扶梯故 障的诊断方法。


背景技术：

2.扶梯长期连续运行后，重要传动件易产生机械磨损，造成扶梯振幅过大，产 生异常噪声，产生安全隐患，甚至导致重大安全事故。目前针对扶梯所存在的安 全问题，采取的主要方式为定期维修保养。但是扶梯的定期维护在扶梯的全寿命 周期内所需人力物力成本较高，并受到维护人员数量、专业素质等的限制。
3.因此，为减少扶梯故障和事故的发生，通过对扶梯主要运动部件的声音的特 征分析，结合扶梯关键运动部件的建模仿真，基于故障诊断理论，最终得到适应 性强的扶梯故障诊断系统，对扶梯的运行状态、故障状态进行监控与反馈，并作 为维护人员的重要参考，从而减少事故的发生，减少电动扶梯全寿命周期的维修 费用。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于声音特征检测扶梯故障的 诊断方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
6.本发明提供一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，包括声音传感器、 数据采集器、分析服务器、数据存储服务器和用户界面终端，在扶梯梯架上的多 个运动部件周围安装了多个声音传感器，并且编号记录其位置；声音传感器采集 声音信息，声音信息经过数据采集器采集后通过以太网传递给分析服务器，分析 服务器通过时域阈值判断和频率特征值算法，进行故障定位和识别；声音的原始 数据经过分析服务器后，通过以太网传输给数据存储服务器进行存储，故障信息 以报警通知形式在用户界面终端显示。
7.本发明通过以下步骤实现的：
8.步骤1，声音传感器分布在扶梯多个运动部件周围，采集的声音信息通过编 号进行定位和显示，声音信号的强弱通过分贝数值在用户界面上显示；
9.步骤2，根据扶梯的运行速度：空载、怠速、满载，分别记录下不同速度下 的时域幅值范围及频域特征值；当扶梯运行时，结合扶梯运行速度，实时比较采 集的声音时域幅值差异及频域特征频率差异，发现差异超过合理的范围，则进行 报警，并将异常结果通知用户；
10.步骤3，数据采集器放置在扶梯上盖板下面的空间里，通过以太网向分析服 务器传输数据，如判断为异常事件则通过用户界面终端向用户告警，同时分析服 务器将实时声音数据保存在数据存储服务器中。
11.作为本发明的一种优选技术方案，声音传感器内部包含模数转换模块，其响 应频率从50hz至15khz，声音传感器用于采集扶梯运动部件发出的声音信息。
12.作为本发明的一种优选技术方案，根据不同位置的扶梯运动部件的速度，采 集的特征频率频段为50-200hz、500-1000hz、2000-3000hz、5000-8000hz的频 率范围的数据组成样本矩阵。
13.作为本发明的一种优选技术方案，分析服务器通过大量数据的机器学习，总 结出时域阈值的正常范围和频域的特征值来标记这个速度下各个部件运动的行 为特征，作为步骤2的比较对象。
14.本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：
15.本发明使用声音传感器来检测定位故障，能够对扶梯的电机、减速机、驱动 轮、张紧轮等多个扶梯运动部件进行定位和故障识别，在时域判断运动部件幅值 偏离某个范围，从而报警，还在频域通过实时数据的特征值判断是否偏离某个范 围，从而报警。
具体实施方式
16.以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例 仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
17.为了达到本发明的目的，本实施例中提供一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方 法，包括声音传感器、数据采集器、分析服务器、数据存储服务器和用户界面终端，在 扶梯梯架上的多个运动部件周围安装了多个声音传感器，并且编号记录其位置；声音传 感器采集声音信息，声音信息经过数据采集器采集后通过以太网传递给分析服务器，分 析服务器通过时域阈值判断和频率特征值算法，进行故障定位和识别；声音的原始数据 经过分析服务器后，通过以太网传输给数据存储服务器进行存储，故障信息以报警通知 形式在用户界面终端显示。
18.本实施例通过以下步骤实现的：
19.步骤1，声音传感器分布在扶梯多个运动部件周围，采集的声音信息通过编 号进行定位和显示，声音信号的强弱通过分贝数值在用户界面上显示；声音传感 器内部包含模数转换模块，其响应频率从50hz至15khz，声音传感器用于采集 扶梯运动部件发出的声音信息。根据不同位置的扶梯运动部件的速度，采集的特 征频率频段为50-200hz、500-1000hz、2000-3000hz、5000-8000hz的频率范围 的数据组成样本矩阵；
20.步骤2，根据扶梯的运行速度：空载、怠速、满载，分别记录下不同速度下 的时域幅值范围及频域特征值；分析服务器通过大量数据的机器学习，总结出时 域阈值的正常范围和频域的特征值来标记这个速度下各个部件运动的行为特征， 作为步骤2的比较对象；当扶梯运行时，结合扶梯运行速度，实时比较采集的声 音时域幅值差异及频域特征频率差异，发现差异超过合理的范围，则进行报警， 并将异常结果通知用户；
21.步骤3，数据采集器放置在扶梯上盖板下面的空间里，通过以太网向分析服 务器传输数据，如判断为异常事件则通过用户界面终端向用户告警，同时分析服 务器将实时声音数据保存在数据存储服务器中。
22.本发明使用声音传感器来检测定位故障，能够对扶梯的电机、减速机、驱动 轮、张紧轮等多个扶梯运动部件进行定位和故障识别，在时域判断运动部件幅值 偏离某个范围，从而报警，还在频域通过实时数据的特征值判断是否偏离某个范 围，从而报警。
23.最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分 技术特征进行等同替换。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：
1.一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，包括声音传感器、数据采集器、分析服务器、数据存储服务器和用户界面终端，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，声音传感器分布在扶梯多个运动部件周围，采集的声音信息通过编号进行定位和显示，声音信号的强弱通过分贝数值在用户界面上显示；步骤2，根据扶梯的运行速度：空载、怠速、满载，分别记录下不同速度下的时域幅值范围及频域特征值；当扶梯运行时，结合扶梯运行速度，实时比较采集的声音时域幅值差异及频域特征频率差异，发现差异超过合理的范围，则进行报警，并将异常结果通知用户；步骤3，数据采集器放置在扶梯上盖板下面的空间里，通过以太网向分析服务器传输数据，如判断为异常事件则通过用户界面终端向用户告警，同时分析服务器将实时声音数据保存在数据存储服务器中。2.根据权利要求1所述的一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，其特征在于，声音传感器内部包含模数转换模块，其响应频率从50hz至15khz，声音传感器用于采集扶梯运动部件发出的声音信息。3.根据权利要求1所述的一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，其特征在于，根据不同位置的扶梯运动部件的速度，采集的特征频率频段为50-200hz、500-1000hz、2000-3000hz、5000-8000hz的频率范围的数据组成样本矩阵。4.根据权利要求1所述的一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，其特征在于，分析服务器通过大量数据的机器学习，总结出时域阈值的正常范围和频域的特征值来标记这个速度下各个部件运动的行为特征，作为步骤2的比较对象。

技术总结
本发明公开了一种基于声音特征检测扶梯故障的诊断方法，在扶梯的多个运动部件周围安装了多个声音传感器，并且编号记录其位置，声音传感器分别采集声音信息；声音信息经过数据采集器采集后通过以太网传递给分析服务器，分析服务器通过和正常的声音样本比较，进行故障定位和识别；声音的原始数据经过分析服务器后，通过以太网传输给数据存储服务器进行存储，故障信息以报警通知形式在用户界面终端显示。本发明能够对运行的扶梯进行故障定位识别，对声音特征信息进行综合判定，以报警的级别表示故障的严重程度。别表示故障的严重程度。


技术研发人员：吴振达 柯尊高 郁小昊 许晨 黄维纲 屠劭杰
受保护的技术使用者：康力电梯股份有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/6/7