一种电链锯链条设备及工作安全检测方法与流程

本发明涉及振动数据检测，具体涉及一种电链锯链条设备及工作安全检测方法。

背景技术：

1、电链锯是一种常用的工具，通过链条松紧结构和振动传感器对链条工作进行安全检测，并利用松紧结构进行调整，使用过程中，链条的松动程度会随着使用时间的增加而发生变化。如果电链锯链条松动过大，工作时会产生明显的晃动，不仅影响工作效率，而且还容易使链条脱落或者引起安全事故。此外，过松的链条也会导致链条与链轮的磨损加剧，缩短电链锯的使用寿命。

2、在对电链锯链条设备进行检测时，通常在电链锯上安装振动传感器，使用振动传感器采集链条的振动数据以此来分析电链锯链条设备的异常来保证工作的安全；在对采集电链锯链条的振动数据进行异常检测时，由于外界环境中存在噪声的干扰，使得采集到的振动数据无法准确的检测电链锯链条设备的正常和异常情况，导致对链条设备工作安全检测的准确性降低。

技术实现思路

1、本发明提供一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种电链锯链条设备及工作安全检测方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，该方法包括以下步骤：

4、获取电链锯链条在时序上的振动信号数据序列；

5、根据振动信号数据序列中每个时刻与局部范围内的振动数据之间的差异、每个时刻的局部范围内所有相邻振动数据之间差异的分布，获得每个时刻振动数据的时序初始噪声因子；获取每个时刻的局部振动数据序列，对每个时刻的局部振动数据序列进行曲线拟合，获得每个时刻的局部振动数据曲线，通过每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的分布，对所述时序初始噪声因子进行修正，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子；

6、获取每个时刻的局部振动数据序列对应的频谱图，获取所述频谱图中的主频率和谐波频率；根据主频率和谐波频率对应能量之间的差异、谐波频率的能量的混乱程度，获得每个时刻振动数据的频域噪声因子，根据所述时序噪声因子与频域噪声因子获得每个时刻振动数据的可靠性因子，通过所述可靠性因子对振动信号数据序列进行滤波，获得滤波后的振动信号数据序列；

7、通过滤波后的振动信号数据序列进行电链锯链条设备及工作安全检测。

8、进一步地，所述根据振动信号数据序列中每个时刻与局部范围内的振动数据之间的差异、每个时刻的局部范围内所有相邻振动数据之间差异的分布，获得每个时刻振动数据的时序初始噪声因子，包括的具体步骤如下：

9、将每个时刻的振动数据与对应局部范围内所有振动数据之间的差异的均值，记为每个时刻的第一振动差异；

10、将每个时刻的局部范围内所有相邻振动数据之间差异的标准差，记为每个时刻的平稳振动差异程度；通过每个时刻的第一振动差异和平稳振动差异程度，获得每个时刻振动数据的时序初始噪声因子；

11、其中，所述第一振动差异与时序初始噪声因子为负相关关系，所述平稳振动差异程度与时序初始噪声因子为正相关关系。

12、进一步地，所述对每个时刻的局部振动数据序列进行曲线拟合，获得每个时刻的局部振动数据曲线，包括的具体步骤如下：

13、通过最小二乘法对每个时刻的局部振动数据序列进行曲线拟合，获得每个时刻的局部振动数据曲线。

14、进一步地，所述通过每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的分布，对所述时序初始噪声因子进行修正，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子，包括的具体步骤如下：

15、根据每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的标准差，对所述时序初始噪声因子进行修正，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子；

16、其中，每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的标准差与所述时序噪声因子为正相关关系。

17、进一步地，所述获取所述频谱图中的主频率和谐波频率，包括的具体步骤如下：

18、通过峰值搜索算法获取频谱图中的主频率，其中，主频率之外的频率为谐波频率。

19、进一步地，所述根据主频率和谐波频率对应能量之间的差异、谐波频率的能量的混乱程度，获得每个时刻振动数据的频域噪声因子，包括的具体步骤如下：

20、将每个时刻的频谱图中所有主频率的能量均值与所有谐波频率的能量均值之间的差异，记为每个时刻的频谱能量差异；

21、通过谐波频率的能量的混乱程度获取每个时刻的频谱图中所有谐波频率对应能量的信息熵；通过所述信息熵和每个时刻的频谱能量差异，得到每个时刻振动数据的频域噪声因子；

22、其中，所述信息熵与所述频域噪声因子为正相关关系，每个时刻的频谱能量差异与所述频域噪声因子为负相关关系。

23、进一步地，所述根据所述时序噪声因子与频域噪声因子获得每个时刻振动数据的可靠性因子，包括的具体步骤如下：

24、将所述时序噪声因子与频域噪声因子乘积结果负相关映射后的值，记为每个时刻振动数据的可靠性因子。

25、进一步地，所述通过所述可靠性因子对振动信号数据序列进行滤波，获得滤波后的振动信号数据序列，包括的具体步骤如下：

26、以振动信号数据序列中每个时刻为滤波窗口中心点，以第二预设参数为滤波窗口的大小，获得每个时刻振动数据的滤波窗口；

27、通过每个时刻振动数据的滤波窗口内每个时刻振动数据的可靠性因子的占比，获得每个时刻滤波窗口内每个时刻振动数据的滤波权重；

28、通过所述滤波权重对振动信号数据序列中所有时刻的振动数据进行滤波，得到滤波后的振动信号数据序列。

29、进一步地，所述通过所述滤波权重对振动信号数据序列中所有时刻的振动数据进行滤波，得到滤波后的振动信号数据序列，包括的具体步骤如下：

30、通过每个时刻滤波窗口内所有振动数据与对应滤波权重进行加权平均，获得每个时刻滤波后的振动数据，对电链锯链条的振动信号数据序列中所有时刻的振动数据进行滤波，得到滤波后的振动信号数据序列。

31、进一步地，所述通过滤波后的振动信号数据序列进行电链锯链条设备及工作安全检测，包括的具体步骤如下：

32、根据滤波后的振动信号数据序列通过arima模型预测，得到后续一小时内所有时刻的振动数据，根据后续一小时内所有时刻的振动数据通过孤立森林算法进行异常检测，获得异常时刻，除异常时刻之外的时刻为正常时刻，通过正常时刻与异常时刻完成电链锯链条设备的工作安全检测。

33、本发明的技术方案的有益效果是：本发明根据振动信号数据序列中每个时刻与局部范围内的振动数据之间的差异、每个时刻的局部范围内所有相邻振动数据之间差异的分布、每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的分布，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子，提高了环境噪声在时序上对振动数据影响分析的准确性；根据主频率和谐波频率对应能量之间的差异、谐波频率的能量的混乱程度，获得每个时刻振动数据的频域噪声因子，提高了环境噪声在频域上对振动数据影响分析的准确性；根据所述时序噪声因子与频域噪声因子获得每个时刻振动数据的可靠性因子，提高了环境噪声对每个时刻振动数据影响分析的精准度；通过所述可靠性因子对振动信号数据序列进行滤波，获得滤波后的振动信号数据序列，减小了环境噪声的干扰；通过滤波后的振动信号数据序列进行电链锯链条设备及工作安全检测，提高了对链条设备工作安全检测的准确性。

技术特征：

1.一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述根据振动信号数据序列中每个时刻与局部范围内的振动数据之间的差异、每个时刻的局部范围内所有相邻振动数据之间差异的分布，获得每个时刻振动数据的时序初始噪声因子，包括的具体步骤如下：

3.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述对每个时刻的局部振动数据序列进行曲线拟合，获得每个时刻的局部振动数据曲线，包括的具体步骤如下：

4.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述通过每个时刻的局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的分布，对所述时序初始噪声因子进行修正，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子，包括的具体步骤如下：

5.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述获取所述频谱图中的主频率和谐波频率，包括的具体步骤如下：

6.根据权利要求5所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述根据主频率和谐波频率对应能量之间的差异、谐波频率的能量的混乱程度，获得每个时刻振动数据的频域噪声因子，包括的具体步骤如下：

7.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述根据所述时序噪声因子与频域噪声因子获得每个时刻振动数据的可靠性因子，包括的具体步骤如下：

8.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述通过所述可靠性因子对振动信号数据序列进行滤波，获得滤波后的振动信号数据序列，包括的具体步骤如下：

9.根据权利要求8所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述通过所述滤波权重对振动信号数据序列中所有时刻的振动数据进行滤波，得到滤波后的振动信号数据序列，包括的具体步骤如下：

10.根据权利要求1所述一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，其特征在于，所述通过滤波后的振动信号数据序列进行电链锯链条设备及工作安全检测，包括的具体步骤如下：

技术总结
本发明涉及振动数据检测技术领域，具体涉及一种电链锯链条设备及工作安全检测方法，包括：根据振动信号数据序列中局部振动数据之间的差异、局部范围内所有相邻振动数据之间差异的分布，获得每个时刻振动数据的时序初始噪声因子，并通过局部振动数据曲线中所有相邻极值点之间时间间隔的分布，获得每个时刻振动数据的时序噪声因子；根据主频率和谐波频率对应能量之间的差异、谐波频率的能量的混乱程度，获得每个时刻振动数据的频域噪声因子，并对振动数据滤波，获得滤波后的振动信号数据序列；然后进行电链锯链条设备及工作安全检测。本发明减小了环境噪声的干扰，提高了对链条设备工作安全检测的准确性。

技术研发人员：方圆,方圣岚
受保护的技术使用者：台州濠樱园林机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23