摘 要:在介绍电机噪声在线测量系统结构的基础上,给出了采用低级音频函数记录电机噪声的方法,实验证明该方法可以对电机噪声实现实时测量,简单可靠。
1 引 言
为了确保产品的高质量,每台电机出厂前都要进行参数检测,电机出厂检测是电机生产中一项较繁重的工作。在规模化生产的今天,电机检测线是目前大部分电机生产厂家采用的出厂检测方式。
电机检测线的主要操作流程为:上线检测下线分选。检测有多种项目,噪声检查是其中的一个测试项目。通常的方法是让检测线经过消音室,室内富有经验的工人用耳听来辨别电机的机械故障和电磁故障。这种方式对操作人员要求高,受人为因素影响大,不能保证质量的稳定性。测试时要求员工把电机放到耳边,听轴伸、端盖、侧面多点声音,检测速度慢,劳动强度大,严重影响了电机出厂试验的速度与准确率。
针对以上存在问题,我们研发微机控制的在线监测和实时故障诊断系统,提升故障诊断水平,保证产品质量。在线测量是系统的基础,以下主要介绍测量系统的结构和软件实现方法。
2 系统结构
监测系统结构如图1所示,由监听头、音频卡和计算机组成。监听头采集电机的噪声,把空气振动信号转换为电信号;音频卡实现噪声电信号(模拟信号)与数字信号(WAV格式)的相互转换;计算机记录WAV格式数字信号,并对该波形进行处理,判断有无故障发生。通过这种结构可以实现电机的在线监测和诊断。
在本系统中音频卡采用声卡,声卡通常都有两个模拟输入插座:一个用于麦克风(Mic),另一个用于线路电平音频信号(Line)。麦克风输入是最灵敏的,有足够的增益来把麦克风送来的小信号放大成能准确录制的信号音量,因此用麦克风作为监听头。
3电机噪声时域波形的实现
传统的噪声故障诊断系统采用磁带记录仪实现现场噪声的记录,本系统把计算机用作数字波形录音机,获得电机噪声时域波形。
在WINDOWS下,实现音频采集与播放方法有多种,如MCI、多媒体OLE控制、高级音频等,使用都比较简单。但在故障诊断系统中,由于需要对噪声波形进行频谱分析等多种处理,因此采用低级音频函数和多媒体文件I/O来控制音频设备的输入和输出。
低级音频函数提供了一个设备无关的接口,并且可直接与音频驱动程序交互,通过窗口消息或回调函数来管理音频数据块的记录和播放。利用这一特点,在本系统中没有把声音形成相应的文件进行处理,而是把采集到的声音放到内存中,形成一种类似流的存储单元,直接对此内存中的声音数据进行编辑、传输等。该方法速度快,控制非常灵活,特别适合实时测量系统。
3.1 字音频记录流程
在使用音频设备之前,必须打开设备驱动程序。在播放和记录音频之前,要确定系统音频设备的能力,设置相应的音频参数,如本系统中采用44kHz单声道录音。在用完之后必须关闭音频设备。具体流程如图2所示。
在本系统中音频卡采用声卡,声卡通常都有两个模拟输入插座:一个用于麦克风(Mic),另一个用于线路电平音频信号(Line)。麦克风输入是最灵敏的,有足够的增益来把麦克风送来的小信号放大成能准确录制的信号音量,因此用麦克风作为监听头。
3电机噪声时域波形的实现
传统的噪声故障诊断系统采用磁带记录仪实现现场噪声的记录,本系统把计算机用作数字波形录音机,获得电机噪声时域波形。
在WINDOWS下,实现音频采集与播放方法有多种,如MCI、多媒体OLE控制、高级音频等,使用都比较简单。但在故障诊断系统中,由于需要对噪声波形进行频谱分析等多种处理,因此采用低级音频函数和多媒体文件I/O来控制音频设备的输入