一种用于开关设备的声像信号采集装置的制作方法

本技术涉及一种信号采集装置，尤其涉及一种用于检测声音和图像信号的采集装置。

背景技术：

1、随着电力技术迅猛发展，电网规模的不断扩大，大电网、特高压系统对gis(gasinsulated switchgear)等关键电力设备的可靠性提出了更高的要求。开关设备作为电力系统中最重要的设备之一，肩负着控制和保护的双重任务，如果在运行过程中发生了故障又得不到及时处理，将有可能给电网带来严重的危害。

2、已有运行经验表明，机械故障是开关设备的主要故障类型之一。另外，绝大部分气体泄漏都由于机械故障产生，部分机械故障最终会诱发局部放电。因此，开关设备机械类故障的检测对于提高电力系统的安全性和可靠性，降低其运营成本具有十分重要的意义。

3、声音信号是电力设备机械波由振动向传声介质辐射能量，其与振动信号属于同源信号，声音信号蕴含着大量的振动信息，是分析设备运行状态的一项重要指标。

4、对于gis等开关设备的机械故障监测与诊断，现有方法主要是基于开关设备开合闸期间设备的振动信号来进行分析，但振动传感器一般为接触式安装，其所采集到的振动信号波形与振动传感器的安装方式和安装位置有关，因此该方法的故障检出准确率受主观因素影响较大。

5、除了传统广泛用于检测的振动信号外，声音是一种电力设备机械波由振动向传声介质辐射能量，其与振动信号属于同源信号，声音信号蕴含着大量的振动信息，是分析设备运行状态的一项重要指标。设备在正常运行时，机身与固件、零件之间、零件本身的相互运动的不同状态对应设备发出的声音也不同，运行状态发生变化时电力设备产生的声音也随之改变。gis运行过程中随着运行年限的增加和实时负载的变化，会出现器件紧固装置松动、机构操作或传动异常、局部放电或击穿放电等异常状态时，其所发出的声音也会改变。

6、基于此，期望获得一种用于开关设备的声像信号采集装置，可以基于声像信号对开关设备的机械故障进行监测和诊断。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于开关设备的声像信号采集装置，其方便携带，可以无接触地对开关设备的声音信号和图像信号进行采集，以用于开关设备的故障监测。

2、基于上述目的，本实用新型提出一种用于开关设备的声像信号采集装置，其包括：

3、声音传感器安装壳体；

4、若干个声音传感器，其以阵列的形式排布在声音传感器壳体上，所述声音传感器采集开关设备的声音信号；

5、电路板，其与各所述声音传感器电连接；

6、摄像头，其设于所述声音传感器安装壳体上，所述摄像头采集开关设备的图像；

7、便携式电脑，其与所述电路板和摄像头分别数据连接；

8、便携式电脑安装支架，所述便携式电脑和声音传感器安装壳体分别设置在便携式电脑安装支架的两侧。

9、在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置，利用便携式电脑强大的数据处理功能，可以将接收到的声音信号转换为数字信号，然后进行滤波、特征提取的处理，由于声音信号的特征对应着故障类型，因此可以基于提取出的声音特征对开关设备故障进行判断和识别。

10、同时，由于声音传感器在采集声音信号的同时，摄像头也在同步采集开关设备的图像，因此便携式电脑还可以显示开关设备的图像，从而便于监测人员知晓故障发生的位置。

11、由于滤波、声音信号的特征提取以及基于特征提取进行故障识别，在现有技术中均有多种技术方案，其对于本领域内技术人员是已知的，并非是本案发明人原创提出的，因此本文在此对其不再进行详细描述。

12、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述声音传感器安装壳体包括分体连接的圆形金属面板和喇叭状的外壳，各所述声音传感器均设置在圆形金属面板上。

13、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述便携式电脑安装支架包括：

14、支架底座，其侧面设有连接螺孔；

15、夹紧块，其上设有调节螺栓，所述调节螺栓设于连接螺孔内。

16、基于此，通过调节螺栓就可以调节夹紧块相对于支架底座的位置，从而对便携式电脑进行夹紧。

17、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述支架底座的侧面还设有定位销孔，所述夹紧块上设有定位销，所述定位销设于所述定位销孔内。

18、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述便携式电脑安装支架还包括手柄，所述手柄与支架底座连接。

19、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述支架底座上设有减重孔，以便于进一步减轻支架底座的重量。

20、进一步地，本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置还包括十字形支架，其设于声音传感器安装壳体内，并固定设于所述圆形金属面板上，所述圆形金属面板的中心设有摄像头孔，所述摄像头设置在十字形支架上对应摄像头孔的位置。

21、进一步地，本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置还包括电路板安装架，其设于声音传感器安装壳体内，并设于所述圆形金属面板上，所述电路板设置在电路板安装架上。

22、该电路板安装架用于将圆形金属面板与电路板隔离，防止出现短路的情况。

23、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述电路板安装架包括l型支架。

24、进一步地，在本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置中，所述电路板包括pcb板。

25、本实用新型所述的用于开关设备的声像信号采集装置，可以以无接触的方式，对开关设备的信号进行现场采集，其采用声音传感器阵列的方式采集声音信号，提高了声音信号的准确性，同时利用了便携式电脑强大的数据处理功能。

技术特征：

1.一种用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述声音传感器安装壳体包括分体连接的圆形金属面板和喇叭状的壳体，各所述声音传感器均设置在圆形金属面板上。

3.如权利要求1所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述便携式电脑安装支架包括：

4.如权利要求3所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述支架底座的侧面还设有定位销孔，所述夹紧块上设有定位销，所述定位销设于所述定位销孔内。

5.如权利要求3所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述便携式电脑安装支架还包括手柄，所述手柄与支架底座连接。

6.如权利要求3所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述支架底座上设有减重孔。

7.如权利要求2所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，还包括十字形支架，其固定设于所述圆形金属面板上，所述圆形金属面板的中心设有摄像头孔，所述摄像头设置在十字形支架上对应摄像头孔的位置。

8.如权利要求2所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，还包括电路板安装架，其设于所述圆形金属面板上，所述电路板设置在电路板安装架上。

9.如权利要求8所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述电路板安装架包括l型支架。

10.如权利要求8所述的用于开关设备的声像信号采集装置，其特征在于，所述电路板包括pcb板。

技术总结
本技术公开了一种用于开关设备的声像信号采集装置，其包括：声音传感器安装壳体；若干个声音传感器，其以阵列的形式排布在声音传感器壳体上，所述声音传感器采集开关设备的声音信号；电路板，其与各所述声音传感器电连接；摄像头，其设于所述声音传感器安装壳体上，所述摄像头采集开关设备的图像；便携式电脑，其与所述电路板和摄像头分别数据连接；便携式电脑安装支架，所述便携式电脑和声音传感器安装壳体分别设置在便携式电脑安装支架的两侧。该声像信号采集装置方便携带，可以无接触地对开关设备的声音信号和图像信号进行采集，以用于开关设备的故障监测。

技术研发人员：牛硕丰,赵亚锋,李涛,吴衍达,王智杰,徐珂,贾斌,赵俊杰,李建福,唐玉奇,王飒,李俄昌,刘训彻,于佳
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司菏泽供电公司
技术研发日：20221214
技术公布日：2024/1/12