本发明涉及一种烧结破碎机进铁声音检测系统和方法，属于烧结破碎。
背景技术：
1、烧结矿破碎是烧结成品处理过程中重要的工序之一，如果烧结破碎机进入铁块(俗称过铁)会导致运行功率急剧升高，排矿口放大；若铁块尺寸过大卡在破碎腔内不能自行排出，很容易发生主轴横断及躯体裂纹等损伤，大大增加检修工人的劳动强度，也给生产带来了很大困难。虽然，已有技术的烧结破碎机前一般会安装除铁器，但仍存在一部分铁块未有效去除从而进入烧结破碎机的情况，在烧结破碎机中停留过长时间对设备造成严重伤害。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种烧结破碎机进铁声音检测系统和方法，能够及时发现烧结破碎机异常情况，抗干扰能力强，能够实时捕捉异常信号，减少巡检人员作业时间，避免铁块在烧结破碎机中停留过长时间对设备造成过度损坏。
2、本发明的技术方案是：
3、一种烧结破碎机进铁声音检测系统，包含sd存储卡、电源、neo主板、不锈钢外壳、一号继电器、二号继电器和定向麦克风，在sd存储卡中烧录linux系统并写入python程序，将sd存储卡插入neo主板内并设置声音检测程序自启动，将此neo主板、一号继电器和二号继电器固定到不锈钢外壳内，定向麦克风固定到所需检测的破碎机附近，并将定向麦克风接收端正向朝向破碎机声源，定向麦克风的输出端连接至neo主板，由电源对neo主板、一号继电器和二号继电器进行供电；当定向麦克风检测到异常声音时，neo主板控制一号继电器和二号继电器依次吸合，将开关信号传递到plc，plc触发报警。
4、一种烧结破碎机进铁声音检测方法，采用上述烧结破碎机进铁声音检测系统，系统读取定向麦克风的原始数据，将原始数据乘以采样率进行放大操作，使其变化变得明显；对处理后的数据使用快速傅里叶变换(fft)，将复杂的声音信号分解为一系列简单的正弦波；fft会产生一个复数数组，其中包含频率和相应的振幅信息；提取fft结果的模(即复数的绝对值)转换成实数，这表示了信号在各个频率上的振幅；由于信号是实数，fft的结果是对称的，因此系统只保留前一半的数据；统计0-18khz频率范围内振幅值总和记为“y1”，3-8khz区间记为“低频率”，此区间内振幅值总和记作“y2”，“y2”与“y1”的比值记为“低频率比值”；8-10khz记为“中频率”，此区间内振幅值总和记作“y3”，“y3”与“y1”的比值记为“中频率比值”；10-18khz记为“高频率”，此区间内振幅值总和记作“y4”，“y4”与“y1”的比值记为“高频率比值”；各频率比值计算公式为：
5、
6、
7、
8、其中y5为低频率比值，y6为中频率比值，y7为高频率比值，均保留两位小数；
9、当系统识别到低、中、高三个频率区间其中某一区间的比值高于设定阈值并保持5s以上时，一号继电器吸合，plc接收信号触发弱报警，在人机交互界面弹出弹窗提醒执勤人员可能发生故障；当低、中、高三个频率区间的比值全部高于设定阈值并保持5s以上时，二号继电器闭合，系统触发强报警，自人机交互界面弹出弹窗并使破碎机自动停机，等待巡检人员确认并检修；当系统处于弱报警状态，异常声音消失后且正常状态连续保持5s以上，一号继电器断开，取消报警；当系统处于强报警状态，若异常声音消失后且正常状态连续保持5s以上，一号继电器和二号继电器断开，取消报警，等待操作人员检修完成后手动重启破碎机；若异常声音并未完全消失，不满足强报警条件但满足弱报警条件，此状态保持5s以上时，二号继电器断开，一号继电器继续吸合，强报警切换为弱报警，并等待操作人员手动重启破碎机。
10、进一步地，为保证系统处理的是正确的破碎机声音信号，当0-18khz频率范围内振幅值总和超过设定阈值，系统开启报警；若振幅值总和低于设定阈值，一号继电器和二号继电器总是保持断开状态。
11、所述系统包括数据记录功能；设备使用ntp与内网特定ip地址进行时间同步；当系统未报警时，每十分钟新建名称为当前时间的csv文件，实时保存各频率区间的振幅总和及比值到csv文件中。当系统报警时，每十分钟新建名称为当前时间的wav文件，实时保存录音文件，同时保存各频率区间的振幅总和及比值；csv文件保存7天，wav文件保存24小时。
12、本发明的有益效果是：能够及时发现烧结破碎机异常情况，抗干扰能力强，能够实时捕捉异常信号，减少巡检人员作业时间，避免铁块在烧结破碎机中停留过长时间对设备造成过度损坏。
1.一种烧结破碎机进铁声音检测系统，其特征在于：包含sd存储卡(1)、电源(2)、neo主板(3)、不锈钢外壳(4)、一号继电器(5)、二号继电器(6)和定向麦克风(7)，在sd存储卡(1)中烧录linux系统并写入python程序，将sd存储卡(1)插入neo主板(3)内并设置声音检测程序自启动，将此neo主板(3)、一号继电器(5)和二号继电器(6)固定到不锈钢外壳(4)内，定向麦克风(7)固定到所需检测的破碎机附近，并将定向麦克风(7)接收端正向朝向破碎机声源，定向麦克风(7)的输出端连接至neo主板(3)，由电源(2)对neo主板(3)、一号继电器(5)和二号继电器(6)进行供电；当定向麦克风(7)检测到异常声音时，neo主板(3)控制一号继电器(5)和二号继电器(6)依次吸合，将开关信号传递到plc，plc触发报警。
2.一种烧结破碎机进铁声音检测方法，采用权利要求1所述的烧结破碎机进铁声音检测系统，其特征在于：系统读取定向麦克风(7)的原始数据，将原始数据乘以采样率进行放大操作，使其变化变得明显；对处理后的数据使用快速傅里叶变换，将复杂的声音信号分解为一系列简单的正弦波；fft会产生一个复数数组，其中包含频率和相应的振幅信息；提取fft结果的模转换成实数，这表示了信号在各个频率上的振幅；由于信号是实数，fft的结果是对称的，因此系统只保留前一半的数据；统计0-18khz频率范围内振幅值总和记为y1，3-8khz区间记为低频率，此区间内振幅值总和记作y2，y2与y1的比值记为低频率比值；8-10khz记为中频率，此区间内振幅值总和记作y3，y3与y1的比值记为中频率比值；10-18khz记为高频率，此区间内振幅值总和记作y4，y4与y1的比值记为高频率比值；各频率比值计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种烧结破碎机进铁声音检测方法，其特征在于：当0-18khz频率范围内振幅值总和超过设定阈值，系统开启报警；若振幅值总和低于设定阈值，一号继电器(5)和二号继电器(6)总是保持断开状态。
