本實用新型涉及基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱。屬于聲學(xué)傳感器的保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

HTK-16A型滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)TADS是地對車安全檢測系統(tǒng)5T的重要設(shè)備，其采用聲學(xué)診斷技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過對運(yùn)行中貨車軸承噪聲信號的采集和分析，識別軸承的工作狀態(tài)，可對軸承進(jìn)行早期故障診斷，在熱軸之前發(fā)現(xiàn)故障。該系統(tǒng)是一種網(wǎng)絡(luò)化的安全檢測系統(tǒng)，其預(yù)報結(jié)果依賴于探測站采集數(shù)據(jù)的有效性。HTK-16A系統(tǒng)探測站數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性將直接影響故障軸承最終的預(yù)警結(jié)果。

HTK-16A型滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的信號采集依賴于聲學(xué)傳感器。傳感器屬于精密電氣設(shè)備，其工作環(huán)境要求較高。在防塵、防潮方面的要求很高。在列車經(jīng)過時，要求其采集聲場盡量開放。所以對陣列箱體的聲學(xué)性能要求極高。要求其在無過車的情況下保持傳感器的干燥、潔凈。在列車經(jīng)過的過程中，保持聲學(xué)傳感器的采集聲場完整，不受其他的噪音干擾。

現(xiàn)有的其它檢測系統(tǒng)的保護(hù)箱體，通常尺寸在1米以上，現(xiàn)場的安裝與調(diào)試非常不便。對于鐵路施工時間窗口短暫的特點不能良好適應(yīng)。安裝的過程通常要分為幾次天窗時段才能完成。并且現(xiàn)有的采用聲音反射方式的信號采集系統(tǒng)，需要通過反射裝置，將聲音信號進(jìn)行反射，重新聚焦。在反射的過程中，信號會出現(xiàn)衰減、重疊等情況。焦點的位置也可能隨氣溫的變化而改變。采集到的聲音會產(chǎn)生強(qiáng)度上的漂移。對于聲音信號的穩(wěn)定不利。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有缺少在不影響聲場采集的情況下，對聲學(xué)傳感器進(jìn)行保護(hù)的裝置問題?，F(xiàn)提供基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱。

基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱，它包括保護(hù)箱底座、保護(hù)箱上蓋、聲學(xué)傳感器安裝架、聲學(xué)傳感器、聲場調(diào)節(jié)孔和聲音信號采集窗，

保護(hù)箱底座為長方體結(jié)構(gòu)，該保護(hù)箱底座的兩側(cè)分別固定連接有兩個耳型連接件，螺栓通過該耳型連接件將保護(hù)箱底座安裝在鐵軌兩側(cè)的陣列支架上，

保護(hù)箱底座上安裝有聲學(xué)傳感器安裝架，聲學(xué)傳感器安裝在聲學(xué)傳感器安裝架上，

保護(hù)箱上蓋將保護(hù)箱底座的上表面、聲學(xué)傳感器安裝架和聲學(xué)傳感器蓋在內(nèi)，且保護(hù)箱底座的一端與保護(hù)箱上蓋的一端連接，

保護(hù)箱上蓋內(nèi)設(shè)置有隔板，且保護(hù)箱底座的另一端通過隔板與保護(hù)箱上蓋的頂端連接，

隔板上開有聲場調(diào)節(jié)孔，該聲場調(diào)節(jié)孔的中心軸線指向軸承的中心，根據(jù)聲場調(diào)節(jié)孔的孔徑大小，能夠用來控制聲學(xué)傳感器采集到的音量和聲音的頻率，

保護(hù)箱上蓋的一端的端面為上斜坡結(jié)構(gòu)，保護(hù)箱上蓋的另一端的端面為下斜坡結(jié)構(gòu)，在該下斜坡結(jié)構(gòu)上開設(shè)有聲音信號采集窗，

聲學(xué)傳感器、聲音信號采集窗的窗口和聲場調(diào)節(jié)孔的孔徑位于同一水平線上，

聲音信號采集窗，用于將聲音傳播出去，供外部設(shè)備采集聲音信號。

本實用新型的有益效果為：

整個聲學(xué)陣列箱通過保護(hù)箱底座的耳型連接件安裝在鐵軌兩側(cè)的陣列支架上，整個聲學(xué)陣列箱既能對為聲學(xué)傳感器提供保護(hù)，又能夠?qū)π盘柧€纜提供綁束與保護(hù)，該聲學(xué)陣列箱內(nèi)設(shè)置有隔板，隔板上開有聲場調(diào)節(jié)孔，聲學(xué)傳感器采集的聲音信號依次通過隔板上的聲場調(diào)節(jié)孔和保護(hù)箱上蓋另一端的端面上開設(shè)的聲音信號采集窗傳播出去，供外部設(shè)備采集聲場；通過設(shè)置不同聲場調(diào)節(jié)孔的孔徑面積，可以控制采集到的音量和聲音頻率，可提高信噪比和抑制過載音量。

將保護(hù)箱上蓋的兩端的端面分別設(shè)置為上斜坡結(jié)構(gòu)和下斜坡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)ν鈦淼氖拥鹊臎_擊起到防護(hù)作用，并且上斜坡結(jié)構(gòu)和下斜坡結(jié)構(gòu)的設(shè)計為雨、雪自排型。

聲學(xué)傳感器、聲音信號采集窗的窗口和聲場調(diào)節(jié)孔的孔徑位于同一水平線上，這樣設(shè)置能夠保證聲音信號能夠直接被采集，保證聲音信號的穩(wěn)定性。

本實用新型的優(yōu)點：

1、減小了箱體的外觀尺寸，降低了箱體的整備重量。降低了安裝與施工的難度。

2、外觀的坡沿設(shè)計為雨、雪自排型。

3、整體上蓋設(shè)計增強(qiáng)了防塵功能。為聲學(xué)傳感器提供清潔的工作環(huán)境。

4、整體保護(hù)箱底座與分體保護(hù)箱的結(jié)合，易于設(shè)備校準(zhǔn)。

5、通過標(biāo)定系統(tǒng)，對保護(hù)箱的聲學(xué)特性進(jìn)行了量化指標(biāo)測量。建立了一套完整的標(biāo)定方式。

附圖說明

圖1為具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1的右視圖；

圖3為保護(hù)箱底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖5為具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱的聲場范圍示意圖；

圖6為聲學(xué)測試對比圖，附圖標(biāo)記8表示采用本實用新型的聲學(xué)陣列箱采集的聲音信號的頻率曲線圖，附圖標(biāo)記9表示采用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)采集聲音信號的頻率的曲線圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖1至圖5具體說明本實施方式，本實施方式所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱，它包括保護(hù)箱底座1、保護(hù)箱上蓋2、聲學(xué)傳感器安裝架3、聲學(xué)傳感器4、聲場調(diào)節(jié)孔5和聲音信號采集窗6，

保護(hù)箱底座1為長方體結(jié)構(gòu)，該保護(hù)箱底座1的兩側(cè)分別固定連接有兩個耳型連接件，螺栓通過該耳型連接件將保護(hù)箱底座1安裝在鐵軌兩側(cè)的陣列支架上，

保護(hù)箱底座1上安裝有聲學(xué)傳感器安裝架3，聲學(xué)傳感器4安裝在聲學(xué)傳感器安裝架3上，

保護(hù)箱上蓋2將保護(hù)箱底座1的上表面、聲學(xué)傳感器安裝架3和聲學(xué)傳感器4蓋在內(nèi)，且保護(hù)箱底座1的一端與保護(hù)箱上蓋2的一端連接，

保護(hù)箱上蓋2內(nèi)設(shè)置有隔板7，且保護(hù)箱底座1的另一端通過隔板7與保護(hù)箱上蓋2的頂端連接，

隔板7上開有聲場調(diào)節(jié)孔5，該聲場調(diào)節(jié)孔5的中心軸線指向軸承的中心，根據(jù)聲場調(diào)節(jié)孔5的孔徑大小，能夠用來控制聲學(xué)傳感器4采集到的音量和聲音的頻率，

保護(hù)箱上蓋2的一端的端面為上斜坡結(jié)構(gòu)，保護(hù)箱上蓋2的另一端的端面為下斜坡結(jié)構(gòu)，在該下斜坡結(jié)構(gòu)上開設(shè)有聲音信號采集窗6，

聲音信號采集窗6與聲場調(diào)節(jié)孔5相對應(yīng)，

聲音信號采集窗6，用于將聲音傳播出去，供外部設(shè)備采集聲音信號。

本實施方式中，在保護(hù)箱上蓋上還開設(shè)有聲學(xué)線纜走線孔，聲學(xué)線纜走線孔，是信號線纜的走線通道，為工裝制定的。

聲學(xué)傳感器4采集的聲音信號，經(jīng)過聲場調(diào)節(jié)孔5控制采集到的音量和聲音頻率，從而提高信噪比和抑制過載音量，然后在經(jīng)過聲音信號采集窗6傳播出去。

本實施方式中，上斜坡結(jié)構(gòu)由兩個側(cè)邊組成，一個側(cè)邊的一端與保護(hù)箱底座1垂直連接，一個側(cè)邊的另一端與另一個側(cè)邊的一端連接，另一個側(cè)邊從下至上成漸窄的斜坡狀；

下斜坡結(jié)構(gòu)由兩個側(cè)邊組成，其中一個側(cè)邊的一端與保護(hù)箱上蓋2頂邊的一端連接，且一個側(cè)邊從保護(hù)箱上蓋2頂邊開始成向外的斜坡狀，一個側(cè)邊的另一端與另一個側(cè)邊的一端連接，另一個側(cè)邊從上至下成漸窄的下斜坡狀。該結(jié)構(gòu)能夠?qū)ν鈦淼氖拥鹊臎_擊起到防護(hù)作用。上斜坡結(jié)構(gòu)和下斜坡結(jié)構(gòu)能夠防止雨、雪的掩蓋，雨、雪能夠通過箱體兩側(cè)的斜坡結(jié)構(gòu)，進(jìn)行自動滑落，具有自排雨、雪的作用。

通過聲學(xué)測量的專業(yè)機(jī)構(gòu)，對聲學(xué)傳感器保護(hù)箱進(jìn)行了采集效果測試，測試結(jié)果為：采用本實用新型的聲學(xué)陣列箱進(jìn)行聲音信號采集的聲音評測跟隨效果明顯、低頻屏蔽效果理想。測試的曲線圖如圖6所示。

具體實施方式二：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱作進(jìn)一步說明，本實施方式中，聲音信號采集窗6和聲場調(diào)節(jié)孔5均為矩形窗。

具體實施方式三：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱作進(jìn)一步說明，本實施方式中，它還包括橡膠墊圈，橡膠墊圈設(shè)置在保護(hù)箱底座1和保護(hù)箱上蓋2的連接處。

具體實施方式四：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱作進(jìn)一步說明，本實施方式中，聲場調(diào)節(jié)孔5的孔徑小于聲音信號采集窗6的窗口。

具體實施方式五：本實施方式是對具體實施方式一所述的基于滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的單體聲學(xué)陣列箱作進(jìn)一步說明，本實施方式中，它還包括吸音棉層，吸音棉層設(shè)置在保護(hù)箱上蓋2的內(nèi)壁上。

本實施方式中，吸音棉層，用于對特定頻率的噪音具有降噪的作用。