一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的裝置，該裝置包括：信號采集單元，包括：用于通過安裝在吸油煙機(jī)電機(jī)正后方的壓電式加速度傳感器，采集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信號；在線監(jiān)測單元，其與所述信號采集單元連接，用于對所述信號采集單元采集得到的所述振動信號進(jìn)行處理；監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元，其與所述在線監(jiān)測單元連接，用于基于所述在線監(jiān)測單元獲得的監(jiān)測結(jié)果，對吸油煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。本實用新型所述吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中維護(hù)難度大、費(fèi)時費(fèi)力和用戶體驗差等缺陷，以實現(xiàn)維護(hù)難度小、省時省力和用戶體驗好的優(yōu)點。
【專利說明】
一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及家用電器維護(hù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān) 測的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 吸油煙機(jī)作為電器化廚房必備設(shè)施之一，越來越受到人們的重視，成為現(xiàn)代人生 活的必需品。巨大的市場需求為吸油煙機(jī)行業(yè)的發(fā)展帶來了無限的商機(jī)，也對吸油煙機(jī)的 噪聲指標(biāo)和穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，且中國人的烹飪習(xí)慣要求吸油煙機(jī)在滿足噪聲指 標(biāo)的同時擁有大風(fēng)量。
[0003] 研究表明，在風(fēng)量一致的前提下，電機(jī)運(yùn)行一旦出現(xiàn)故障會大大加強(qiáng)吸油煙機(jī)的 噪聲，從而極大影響吸油煙機(jī)的綜合性能及用戶使用效果。而當(dāng)吸油煙機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生電機(jī)故 障時，售后維修人員需要拆卸機(jī)子來查找故障源，并進(jìn)行維修更換，這種方法不僅麻煩，且 需要花費(fèi)大量時間拆機(jī)驗證維修，浪費(fèi)人力物力，更重要的是影響用戶使用效果和心情，從 而影響消費(fèi)者對產(chǎn)品質(zhì)量的信任與評價。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，存在對產(chǎn)生故障的吸油煙機(jī)維護(hù)難度大、費(fèi)時費(fèi)力和用戶體驗差等 缺陷。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于，針對上述缺陷，提出一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的 裝置，以解決通過狀態(tài)實時監(jiān)測進(jìn)行故障預(yù)判，更準(zhǔn)確地判斷故障，提升維護(hù)效率、減小維 護(hù)難度的問題，從而達(dá)到維護(hù)難度小、省時省力和用戶體驗好等效果。
[0006] 本實用新型提供一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測裝置，包括：信號采集單元，包 括：用于通過安裝在吸油煙機(jī)電機(jī)正后方的壓電式加速度傳感器，采集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行 時的振動信號;在線監(jiān)測單元，其與所述信號采集單元連接，用于對所述信號采集單元采集 得到的所述振動信號進(jìn)行處理;監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元，其與所述在線監(jiān)測單元連接，用于基于 所述在線監(jiān)測單元獲得的監(jiān)測結(jié)果，對吸油煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。
[0007] 優(yōu)選地，所述吸油煙機(jī)包括電機(jī)，所述電機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生所述振動信號。
[0008] 優(yōu)選地，所述在線監(jiān)測單元，包括:在線監(jiān)測的電腦設(shè)備。
[0009]優(yōu)選地，所述監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元，包括:聲光報警模塊和/或語音播報模塊和/或顯 不豐旲塊。
[0010]本實用新型的方案，在吸油煙機(jī)運(yùn)行的同時，利用小波包分析方法（即振動信號分 析方法)對油煙機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測和早期故障診斷。通過對油煙機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)這 樣的實時監(jiān)測，可以在吸油煙機(jī)電機(jī)故障初期就進(jìn)行相應(yīng)預(yù)判整改，達(dá)到更快更準(zhǔn)確的預(yù) 知故障的目的，為吸油煙機(jī)正常良好運(yùn)行提供保障，保證吸油煙機(jī)的良好運(yùn)行效果及消費(fèi) 者的好評與信任。其中，振動信號分析方法可以包括很多方法，小波包分析方法就是其中的 一種，在本發(fā)明的方案中，振動信號分析方法就是指小波包分析方法。
[0011] 進(jìn)一步，本實用新型的方案，基于小波包分析方法，能夠?qū)ζ渌盘柼幚矸椒ǚ治?中沒有細(xì)分的高頻部分進(jìn)一步分解，并根據(jù)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號的特征，自適應(yīng)地選擇相應(yīng) 頻段，使之與信號頻譜相匹配，從而提高時頻分辨率，能夠更好地提取出吸油煙機(jī)運(yùn)行信號 早期故障特征，進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估判斷，即更準(zhǔn)確快速的監(jiān)測吸油煙機(jī)電機(jī)初期故障，以防進(jìn)一 步產(chǎn)生嚴(yán)重故障，并節(jié)省故障維修時間。
[0012] 由此，本實用新型的方案解決利用狀態(tài)實時監(jiān)測進(jìn)行故障預(yù)判，更準(zhǔn)確地判斷故 障，提升維護(hù)效率、減小維護(hù)難度的問題，從而，克服現(xiàn)有技術(shù)中維護(hù)難度大、費(fèi)時費(fèi)力和用 戶體驗差的缺陷，實現(xiàn)維護(hù)難度小、省時省力和用戶體驗好的有益效果。
[0013] 本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
[0014] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0015] 附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0016] 圖1為本實用新型中吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本實用新型的裝置中主特征提取模塊的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本實用新型的裝置中小波包分解的一實施例的原理圖；
[0019] 圖4為本實用新型中加速度傳感器的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5為本實用新型中加速度傳感器的一實施例的安裝圖。
[0021] 結(jié)合附圖，本實用新型實施例中附圖標(biāo)記如下：
[0022] 102-信號采集單元；1022-壓電式加速度傳感器；104-在線監(jiān)測單元；1042-振動信 號預(yù)處理模塊；1044-主特征提取模塊；10442-小波包分解子模塊；10444-分解信號重構(gòu)子 模塊；10446-主特征獲取子模塊；1046-頻譜分析模塊；1048-頻譜分析結(jié)構(gòu)預(yù)估判斷模塊； 106-監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元;1062-聲光報警模塊;1064-語音播報模塊。
【具體實施方式】
[0023] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型具體 實施例及相應(yīng)的附圖對本實用新型技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例 僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型 保護(hù)的范圍。
[0024] 根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測裝置。參見圖1 所示本實用新型的裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置至少包括：
[0025] 信號采集單元102,用于采集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信號。
[0026]在一個實施方式中，信號采集單元102可以通過安裝在吸油煙機(jī)電機(jī)正后方的壓 電式加速度傳感器(如圖4所示傳感器1022)，采集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信號。通過安 裝在吸油煙機(jī)電機(jī)正后方的壓電式加速度傳感器實時采集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信 號，可以提高振動信號采集的精確性和可靠性(如圖4所示）。
[0027] 在線監(jiān)測單元104,用于對信號采集單元102采集得到的所述振動信號進(jìn)行在線監(jiān) 測的小波包分析處理。
[0028] 在一個實施方式中，在線監(jiān)測單元104將信號采集單元102采集獲得的所述振動信 號，輸入到在線監(jiān)測的電腦(計算機(jī))等設(shè)備中，通過小波包分析處理，進(jìn)行重構(gòu)而得出振動 信號的主故障特征，進(jìn)而進(jìn)行頻譜分析。
[0029] 其中，小波包分析，是一種時間窗和頻率窗都可改變的時頻分析方法。
[0030] 其中，小波包是故障信號處理中比較常用的方法，通過基于數(shù)學(xué)公式的小波包信 號重構(gòu)方法，能夠根據(jù)頻率將高低頻信號依次分解，并選取主要頻段進(jìn)行重構(gòu)，去除干擾。 在本實施例的方案中，是將小波包的分析方法應(yīng)用到油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中，主要可以通 過編程虛擬平臺進(jìn)行監(jiān)測。
[0031] 其中，主特征頻譜分析利用信號的FFT變換就行。
[0032] 該分析方法主要利用小波基函數(shù)對非平穩(wěn)信號進(jìn)行高頻分解和低頻分解，即在低 頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時間分辨率，在高頻部分具有較高的時間分辨率和 較低的頻率分辨率，因此在時頻域都具有很強(qiáng)的表征信號局部特征的能力，從而，其對吸油 煙機(jī)電機(jī)旋轉(zhuǎn)故障非平穩(wěn)信號特征提取能夠起到很好的效果。比如：利用該小波包分析處 理，對所述振動信號進(jìn)行頻率分解和特征提取，對所述振動信號進(jìn)行特征提取并重構(gòu)，獲得 主特征(例:主故障特征）。
[0033]進(jìn)一步，該分析方法能夠?qū)ζ渌盘柼幚矸椒ǚ治鲋袥]有細(xì)分的高頻部分進(jìn)一步 分解，并根據(jù)被分析信號的特征，自適應(yīng)地選擇相應(yīng)頻段，使之與信號頻譜相匹配，從而提 高時頻分辨率，因而，其還能夠較好地提取重構(gòu)出吸油煙機(jī)信號故障特征，進(jìn)行預(yù)估判斷。 比如:利用該小波包分析處理，尤其是對主特征(例：該振動信號中提取出的主故障特征）， 進(jìn)行頻譜分析。其中，主特征頻譜分析利用信號的FFT變換就行。
[0034]在一個例子中，具體結(jié)合圖3所示小波包分析中進(jìn)行信號分解的一實施例的原理 圖做進(jìn)一步說明在線監(jiān)測單元104的在線監(jiān)測的小波包分析過程。
[0035]在一實施方式中，該在線監(jiān)測單元104還包括:主特征提取模塊1044、頻譜分析模 塊1046、頻譜分析結(jié)構(gòu)預(yù)估判斷模塊1048。
[0036]其中，主特征提取模塊1044,用于采用小波包分析方法，提取信號采集單元102采 集得到的所述振動信號中的主特征。
[0037]在一個實施方式中，該在線監(jiān)測單元104還可以包括振動信號預(yù)處理模塊1042。先 采用振動信號預(yù)處理模塊1042先對信號采集單元102采集得到的振動信號進(jìn)行預(yù)處理，該 預(yù)處理至少包括信號濾波處理和/或信號放大處理，通過在小波包分析處理前對吸油煙機(jī) 電機(jī)運(yùn)行時的振動信號進(jìn)行預(yù)處理，可以除去原始的振動信號中的毛刺，提高小波包分析 處理所用信號的可靠性。因而，進(jìn)一步，主特征提取模塊1044可以采用小波包分析方法，提 取預(yù)處理后的振動信號中的主特征。
[0038]進(jìn)一步，在一個實施方式中，主特征提取模塊1044采用小波包分析方法提取振動 信號中主特征(如圖2所示），具體如：
[0039] 該主特征提取模塊1044可以包括：
[0040]小波包分解子模塊10442,用于利用小波基函數(shù)，對振動信號進(jìn)行小波包分解，即 逐層的高頻分解和低頻分解。
[0041 ]其中，該小波包分解的公式為：
[0042] S=AAAn+DAAn+ADAn+DDAn+AADn+DADn+ADDn+DDDn；
[0043] 其中，S表示原信號，A表示低頻信號，D表示高頻信號，η表示分解的層數(shù)，η為自然 數(shù)。例如:小波包可定義為:小波包分解時，考察多分辨率分析中的分解空間：= % 該表達(dá)式表明多分辨率分析是按照不同的尺度因子j把空間L2R分解為子空間~（jez)之 和，其中Wj為小波函數(shù)知的閉包(小波子空間）。
[0044]分解信號重構(gòu)子模塊10444,用于在小波包分解子模塊10442完成對振動信號進(jìn)行 多層分解后，分解信號重構(gòu)子模塊10444對多層分解所得信號進(jìn)行重構(gòu)。其中，分解層數(shù)無 限制，一般根據(jù)信號處理經(jīng)驗，分解3層就夠了，主要是為了提高效率。
[0045]主特征獲取子模塊10446，用于在經(jīng)所述分解信號重構(gòu)子模塊10444對多層分解所 得信號的重構(gòu)后，主特征獲取子模塊10446獲取振動信號中的主特征，即吸油煙機(jī)電機(jī)旋轉(zhuǎn) 故障非平穩(wěn)信號特征(例如:主故障特征）。
[0046]利用小波基函數(shù)對非平穩(wěn)信號進(jìn)行多層的高頻分解和低頻分解，對吸油煙機(jī)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)故障非平穩(wěn)信號特征提取能夠起到很好的效果，有利于提高在線監(jiān)測的可靠性和經(jīng)準(zhǔn) 性。
[0047]其中，頻譜分析模塊1046,用于對主特征提取模塊1044提取的主特征進(jìn)行頻譜分 析。其中，頻譜分析就是信號的傅里葉變換處理(FFT處理）。
[0048]其中，頻譜分析結(jié)構(gòu)預(yù)估判斷模塊1048,用于基于頻譜分析模塊1046對主特征的 頻譜分析結(jié)果，對吸油煙機(jī)運(yùn)行信號早期故障特征進(jìn)行預(yù)估判斷。其中，故障信號都有固有 的頻率特征，所以根據(jù)特征就能判斷故障。
[0049] 通過小波包分析方法對吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信號進(jìn)行在線監(jiān)測，能夠?qū)ζ?他信號處理方法分析中沒有細(xì)分的高頻部分進(jìn)一步分解，并根據(jù)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號的特 征，自適應(yīng)地選擇相應(yīng)頻段，使之與信號頻譜相匹配，從而提高時頻分辨率，能夠較好地提 取出吸油煙機(jī)運(yùn)行信號早期故障特征，進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估判斷。
[0050] 監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元106,基于所述在線監(jiān)測單元104小波包分析處理獲得的監(jiān)測的 結(jié)果，對吸油煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。
[0051] 在一個實施方式中，監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元106,基于所述在線監(jiān)測單元104在線監(jiān)測 中小波包分析處理獲得的結(jié)果，輸出該結(jié)果并進(jìn)行報警。例如：顯示、聲光、語音等報警方 式。例如:基于該結(jié)果，當(dāng)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號存在早期故障隱患時進(jìn)行聲光報警，提醒用戶 及時維護(hù);和/或，基于該結(jié)果，當(dāng)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號不存在早期故障時對在線監(jiān)測結(jié)果進(jìn) 行語音播報，提示用戶吸油煙機(jī)當(dāng)前運(yùn)行信號正常。
[0052]在一個實施方式中，監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元106可以包括:聲光報警模塊1062,用于基 于該結(jié)果，當(dāng)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號存在早期故障隱患時進(jìn)行聲光報警，提醒用戶及時維護(hù)。在 一個實施方式中，監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元106可以包括語音播報模塊1064,用于基于該結(jié)果，當(dāng) 吸油煙機(jī)運(yùn)行信號不存在早期故障時對在線監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行語音播報，提示用戶吸油煙機(jī)當(dāng) 前運(yùn)行信號正常。
[0053]由此，通過對在線監(jiān)測的結(jié)果進(jìn)行預(yù)警，可以在存在早期故障隱患時及時提醒用 戶及時維護(hù)，也可以在不存在早期故障隱患時告知用戶可放心使用，人性化好。
[0054] 經(jīng)大量的試驗驗證，采用本實用新型的技術(shù)方案，通過基于小波包分析方法對吸 油煙機(jī)運(yùn)行在線監(jiān)測，能夠?qū)ζ渌盘柼幚矸椒ǚ治鲋袥]有細(xì)分的高頻部分進(jìn)一步分解， 并根據(jù)吸油煙機(jī)運(yùn)行信號的特征，自適應(yīng)地選擇相應(yīng)頻段，使之與信號頻譜相匹配，從而提 高時頻分辨率，能夠較好地提取出吸油煙機(jī)運(yùn)行信號早期故障特征，進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估判斷。
[0055] 以上所述僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)， 所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種吸油煙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測的裝置，其特征在于，包括： 信號采集單元，包括：用于通過安裝在吸油煙機(jī)電機(jī)正后方的壓電式加速度傳感器，采 集吸油煙機(jī)電機(jī)運(yùn)行時的振動信號； 在線監(jiān)測單元，其與所述信號采集單元連接，用于對所述信號采集單元采集得到的所 述振動信號進(jìn)行處理； 監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元，其與所述在線監(jiān)測單元連接，用于基于所述在線監(jiān)測單元獲得的 監(jiān)測結(jié)果，對吸油煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述吸油煙機(jī)包括電機(jī)，所述電機(jī)運(yùn)行時 產(chǎn)生所述振動信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的裝置，其特征在于，所述在線監(jiān)測單元，包括： 在線監(jiān)測的電腦設(shè)備。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測結(jié)果預(yù)警單元，包括： 聲光報警模塊和/或語音播報模塊和/或顯示模塊。
【文檔編號】G01H11/08GK205426485SQ201520835620
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年10月23日
【發(fā)明人】莫代, 莫代一, 丁濼火, 張建平, 王宏, 胡小帝, 李忠堂
【申請人】珠海格力電器股份有限公司