本發(fā)明涉及噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、離心風(fēng)機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的機(jī)械裝置，通過旋轉(zhuǎn)葉輪將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，產(chǎn)生氣流從而輸送氣體。離心風(fēng)機(jī)因其高效、可靠和多功能的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在各種商業(yè)和住宅環(huán)境中。

2、在需要安靜環(huán)境如醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室或臥室等場(chǎng)景中，安裝有離心風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)如通風(fēng)系統(tǒng)或者空調(diào)系統(tǒng)等需要注意噪聲問題，因此，需要在設(shè)計(jì)離心風(fēng)機(jī)時(shí)進(jìn)行低噪設(shè)計(jì)并在使用的過程中對(duì)離心風(fēng)機(jī)的噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)是通過從保護(hù)安全的角度出發(fā)，通過獲取離心風(fēng)機(jī)發(fā)出的聲音的大小與損害聽力的參考值進(jìn)行比較，當(dāng)噪聲超過參考值時(shí)對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查維護(hù)。這種監(jiān)測(cè)方法忽略人類對(duì)噪聲的敏感程度，導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)的噪聲大，也無法及時(shí)監(jiān)測(cè)到離心風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的問題，導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)的工作效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過獲取離心風(fēng)機(jī)噪聲的時(shí)域信號(hào)，從時(shí)域信號(hào)中分離出蝸殼噪聲和機(jī)械噪聲兩種噪聲的時(shí)域信號(hào)分別計(jì)算其第一聲壓級(jí)，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)計(jì)算總噪聲的第二聲壓級(jí)對(duì)噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)計(jì)算得到的第一聲壓級(jí)和第二聲壓級(jí)對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，降低了離心風(fēng)機(jī)的噪聲，提高了離心風(fēng)機(jī)的工作效率。

2、本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法，包括：

4、獲取離心風(fēng)機(jī)的噪聲時(shí)域信號(hào)；

5、將所述噪聲時(shí)域信號(hào)輸入噪聲分離模型，得到分離噪聲時(shí)域信號(hào)；

6、根據(jù)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)，分別計(jì)算第一聲壓級(jí)；

7、對(duì)所述噪聲時(shí)域信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換，得到噪聲頻域信號(hào)；

8、根據(jù)所述噪聲頻域信號(hào)，計(jì)算第二聲壓級(jí)；

9、根據(jù)所述第一聲壓級(jí)和所述第二聲壓級(jí)，對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整；

10、其中，所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)包括蝸殼噪聲時(shí)域信號(hào)和機(jī)械噪聲時(shí)域信號(hào)。

11、優(yōu)選地，所述將所述噪聲時(shí)域信號(hào)輸入噪聲分離模型，得到分離噪聲時(shí)域信號(hào)之前，還包括：

12、獲取多個(gè)模擬蝸殼噪聲和模擬機(jī)械噪聲；

13、將所述模擬蝸殼噪聲和所述模擬機(jī)械噪聲進(jìn)行隨機(jī)混合，得到原始數(shù)據(jù)集；

14、以固定的時(shí)間窗口對(duì)所述原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行隨機(jī)采樣，對(duì)采樣得到的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行增益求和形成新的噪聲數(shù)據(jù)，得到訓(xùn)練樣本集；

15、通過所述訓(xùn)練樣本集對(duì)所述噪聲分離模型進(jìn)行訓(xùn)練。

16、優(yōu)選地，所述通過所述訓(xùn)練樣本集對(duì)所述噪聲分離模型進(jìn)行訓(xùn)練，包括：

17、對(duì)所述訓(xùn)練樣本集的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，得到特征信號(hào)；

18、對(duì)所述特征信號(hào)進(jìn)行分塊掩模計(jì)算，得到分離信號(hào)頻譜；

19、對(duì)所述分離信號(hào)頻譜進(jìn)行逆短時(shí)傅里葉變換，得到所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)；

20、對(duì)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，修正所述噪聲分離模型的參數(shù)權(quán)重。

21、優(yōu)選地，所述對(duì)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，修正所述噪聲分離模型的參數(shù)權(quán)重，包括：

22、對(duì)所述訓(xùn)練樣本集中的模擬蝸殼噪聲和模擬機(jī)械噪聲進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，得到真實(shí)信號(hào)頻譜；

23、根據(jù)所述分離信號(hào)頻譜和所述真實(shí)信號(hào)頻譜，構(gòu)建損失函數(shù)對(duì)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)進(jìn)行評(píng)估；

24、所述損失函數(shù)的計(jì)算公式如下：

25、；

26、其中，為損失函數(shù)，為真實(shí)信號(hào)頻譜，為分離信號(hào)頻譜。

27、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)，分別計(jì)算第一聲壓級(jí)，包括：

28、根據(jù)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)，計(jì)算分離噪聲時(shí)域有效聲壓；

29、根據(jù)所述分離噪聲時(shí)域有效聲壓，計(jì)算所述第一聲壓級(jí)；

30、所述分離噪聲時(shí)域有效聲壓的計(jì)算公式如下：

31、；

32、其中，為分離噪聲時(shí)域有效聲壓，為噪聲時(shí)域信號(hào)的采樣數(shù)，為第個(gè)采樣時(shí)刻的聲壓；

33、所述第一聲壓級(jí)的計(jì)算公式如下：

34、；

35、其中，為第一聲壓級(jí)，為分離噪聲時(shí)域有效聲壓，為大氣基準(zhǔn)聲壓。

36、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述噪聲頻域信號(hào)，計(jì)算第二聲壓級(jí)，包括：

37、根據(jù)所述噪聲頻域信號(hào)，計(jì)算噪聲頻域幅值；

38、根據(jù)所述噪聲頻域幅值，計(jì)算噪聲頻域有效聲壓；

39、根據(jù)所述噪聲頻域有效聲壓，計(jì)算所述第二聲壓級(jí)；

40、所述噪聲頻域幅值的計(jì)算公式如下：

41、；

42、其中，為噪聲頻域幅值，為噪聲頻域信號(hào)，為計(jì)權(quán)操作符號(hào)，為頻點(diǎn)序號(hào)，為噪聲時(shí)域信號(hào)的采樣率，為噪聲時(shí)域信號(hào)的采樣數(shù)；

43、所述噪聲頻域有效聲壓的計(jì)算公式如下：

44、；

45、其中，為噪聲頻域有效聲壓，為噪聲時(shí)域信號(hào)的采樣數(shù)，為噪聲頻域幅值；

46、所述第二聲壓級(jí)的計(jì)算公式如下：

47、；

48、其中，為第二聲壓級(jí)，為噪聲頻域有效聲壓，為大氣基準(zhǔn)聲壓。

49、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第一聲壓級(jí)和所述第二聲壓級(jí)，對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，包括：

50、將所述第一聲壓級(jí)與所述第一聲壓級(jí)之間進(jìn)行對(duì)比，得到最大第一聲壓級(jí)；

51、將所述最大第一聲壓級(jí)與所述最大第一聲壓級(jí)對(duì)應(yīng)的噪聲時(shí)域信號(hào)的工作閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所述最大第一聲壓級(jí)大于所述工作閾值時(shí)，關(guān)閉離心風(fēng)機(jī)并進(jìn)行異常報(bào)警；

52、當(dāng)所述最大第一聲壓級(jí)小于所述工作閾值時(shí)，將所述第二聲壓級(jí)與敏感閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所述第二聲壓級(jí)大于所述敏感閾值時(shí)，降低離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

53、第二方面，本發(fā)明提供了一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于上述的一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法，包括：

54、時(shí)域信號(hào)獲取模塊，用于獲取離心風(fēng)機(jī)的噪聲時(shí)域信號(hào)；

55、時(shí)域信號(hào)分離模塊，用于將所述噪聲時(shí)域信號(hào)輸入噪聲分離模型，得到分離噪聲時(shí)域信號(hào)；

56、第一聲壓級(jí)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)，分別計(jì)算第一聲壓級(jí)；

57、頻域信號(hào)獲取模塊，用于對(duì)所述噪聲時(shí)域信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換，得到噪聲頻域信號(hào)；

58、第二聲壓級(jí)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述噪聲頻域信號(hào)，計(jì)算第二聲壓級(jí)；

59、離心風(fēng)機(jī)調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述第一聲壓級(jí)和所述第二聲壓級(jí)，對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整；

60、其中，所述分離噪聲時(shí)域信號(hào)包括蝸殼噪聲時(shí)域信號(hào)和機(jī)械噪聲時(shí)域信號(hào)。

61、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令時(shí)，所述電子設(shè)備執(zhí)行上述的一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法。

62、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述程序指令當(dāng)被電子設(shè)備的處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行上述的一種多葉離心風(fēng)機(jī)的噪聲在線監(jiān)測(cè)方法。

63、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

64、本發(fā)明通過獲取離心風(fēng)機(jī)噪聲的時(shí)域信號(hào)，從時(shí)域信號(hào)中分離出蝸殼噪聲和機(jī)械噪聲兩種噪聲的時(shí)域信號(hào)分別計(jì)算其第一聲壓級(jí)，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)計(jì)算總噪聲的第二聲壓級(jí)對(duì)噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)計(jì)算得到的第一聲壓級(jí)和第二聲壓級(jí)對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，降低了離心風(fēng)機(jī)的噪聲，提高了離心風(fēng)機(jī)的工作效率；

65、本發(fā)明通過將多個(gè)模擬蝸殼噪聲和多個(gè)模擬機(jī)械噪聲進(jìn)行混合隨機(jī)采樣，對(duì)采樣的得到的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行增益求和形成訓(xùn)練樣本集，通過訓(xùn)練樣本集對(duì)噪聲分離模型進(jìn)行訓(xùn)練，提高了噪聲分離模型噪聲分離的性能；

66、本發(fā)明通過構(gòu)建損失函數(shù)衡量分離信號(hào)頻譜與真實(shí)信號(hào)頻譜的相似度，以此修正噪聲分離模型的參數(shù)權(quán)重，提高了噪聲分離模型噪聲分離的性能；

67、本發(fā)明通過根據(jù)蝸殼噪聲時(shí)域信號(hào)和機(jī)械噪聲時(shí)域信號(hào)計(jì)算兩種噪聲的聲壓級(jí)，為后續(xù)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)整提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

68、本發(fā)明通過對(duì)噪聲頻域信號(hào)進(jìn)行計(jì)權(quán)修正，去除人類不敏感的信號(hào)頻率，計(jì)算離心風(fēng)機(jī)總噪聲的聲壓級(jí)，為后續(xù)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)整提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

69、本發(fā)明通過結(jié)合第一聲壓級(jí)和第二聲壓級(jí)對(duì)離心風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，第一聲壓級(jí)用于監(jiān)測(cè)離心風(fēng)機(jī)是否存在異常，在此基礎(chǔ)上考慮人類對(duì)噪聲信號(hào)的敏感度對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，降低了離心風(fēng)機(jī)的噪聲，提高了離心風(fēng)機(jī)的工作效率。