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“听诊器”原理及其在机械故障诊断中的应用

摘要:从听诊器上得到启发,使用类似的装置测得的声音信号可以有效地屏蔽外界噪声,得到较为纯净的信号,为确诊机械故障提供有力的数据支持。
　　 关键词:听诊器;声音信号;机械故障;诊断
　　
　　 0 引言
　　 机械信号当中我们最为关心的就是载有零部件特征信息的那些成分,我们不妨称其为有用信息。实际采集到的机械信号不仅含有无用信息,即噪声,而且多数情况下噪声成分的能量要盖过有用信息的能量。对于这些噪声中的有些部分,如白噪声,可以很容易地加以消除;而有些噪声永远无法消除,因为它和有用信息交织在一起,无法分割。在信号采集过程中还有个量化的过程,在这个过程中也会产生噪声,即所谓的“量化噪声”。
　　 信号处理的一大部分工作就是为信号消噪,目的就是突出信号中的有用成分,以利于进行分析和判断。如果在采集信号时就能够极大限度地避开噪声信号的录入,这将使后续诊断工作变得更为容易和有效。有鉴于此,在机械故障诊断中使用类似于医用听诊器的方法采集到的声音信号就有很好的效果。
　　 1 “听诊器”原理与隔音套管
　　 我们都见过听诊器,它由听筒、胶管和听头组成。从人体内发出的信号经由听头、胶管和听筒传递到医生的耳内,而外界噪声被极大限度地屏蔽掉了。从听诊器中得到启发,声音通过专门的通道可以隔绝外部噪声,净化声音质量。套有隔音套管的声级计与听诊器原理相同,声音信号通过隔音套管传递到声级计中,极大地隔绝了外部噪声的传入,使得采集到的声音信号较为纯净,基本上就是被测物体在隔音套管前端附近的零部件产生的声音信号。
　　 2 与加速度信号相比声音信号的特点
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