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基于振动的风扇异常检测

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所有设备都会通过发射各种信号与所在环境交互。 这些信号包含着能够反映设备运行状况的相关信息。 如果能了解这些信号的意义,就能大幅优化设备的运行。

例如,在发生异常或故障之前,机器会产生稍显异常的振动模式。 我们可以在机器上安装传感器来监测其工作状况。 并借助机器学习算法直接从机器上学习其正常运行状态。 通过分析振动的变化,我们就可以在出现异常时检测出来。 为便于演示,我们在风扇电机上应用了该方法,但该方法还可以轻松地适用于更多的工业设备。

方法

  • 我们将一个加速度计/板放在风扇上, 然后使用蓝丁胶将其固定
  • 300个正常信号:3种速度(低、中、高),每种速度100个信号
  • 300个异常信号:在每种速度下,阻断气流,移动风扇,或者敲击风扇
  • 我们使用NanoEdge AI Studio创建了“异常检测”项目,并在NUCLEO-L432KC上进行现场测试

传感器

加速器(三轴): LIS3DH

数据

常规和异常信号
– 常规信号:每种速度(低、中、高)100个信号
– 异常信号:在每种速度下,阻断气流,移动风扇,敲击风扇等
信号长度:1536(每个轴512,共3个轴)
数据速率:1.6 kHz,范围:2g

结果

异常检测类:
100%准确率,7.8 KB RAM,6.1 KB Flash

蓝点表示正常信号,红点表示异常信号。
信号编号位于横坐标,预测置信度显示在纵坐标上