1.本技术属于故障诊断领域，具体涉及一种故障诊断设备、方法及装置。
背景技术：2.在相关技术中，为了通过音频识别工业设备故障，通常选用基于音频的监控方式进而确定工业设备故障。具体的，在相关技术中，通常会按需布置多个互联网协议(internet protocol，ip)拾音器，并将多个ip拾音器接入到拾音器网关，由网关进行音频预处理和标识(identity，id)分配，再接交换机将音频信号转移至专用服务器进行音频识别算法处理和报警。而音频监控系统仅为视频类监控受限制时所进行的辅助监控，其只支持人耳听阈范围的检测，对该频段范围外常见的工业设备故障(如变压器局部放电等)，无法进行有效识别，易用性较差。
技术实现要素：3.本技术实施例提供一种故障诊断设备、方法及装置，能够解决相关技术中无法对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种故障诊断设备，该设备包括：听诊器，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；标识id检测模块，与所述听诊器相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；音频自适应切换电路，与所述id检测模块相连接，用于接收所述id检测模块所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路；所述信号采样电路，与所述音频自适应切换电路相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；音频算法处理模块，与所述信号采样电路相连接，用于接收所述信号采样电路所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
5.第二方面，本技术实施例提供了一种故障诊断方法，该方法包括：采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型；根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
6.第三方面，本技术实施例提供了一种故障诊断装置，该装置包括：采集模块，用于采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；第一确定模块，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型；第二确定模块，用于根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
7.在本技术实施例中，通过听诊器，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；标识id检测模块，与所述听诊器相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；音频自适应切换电路，与所述id检测模块相连接，用于接收所述id检测模块所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路；所述信号采样电路，与所述音频自适应切换电路相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；音频算法处理模块，与所述信号采样电路相连接，用于接收所述信号采样电路所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备，从而可以对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别，进而可以解决相关技术中无法对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别的问题。
附图说明
8.图1是本技术实施例提供的一种故障诊断设备的结构示意图；
9.图2是本技术实施例提供的一种信号采样电路的选择电路的结构示意图；
10.图3是本技术实施例提供的一种听诊器的结构示意图；
11.图4是本技术实施例提供的一种放大电路的结构示意图；
12.图5是本技术实施例提供的一种单端转差分电路的结构示意图；
13.图6是本技术实施例提供的另一种故障诊断设备的结构示意图；
14.图7是本技术实施例提供的一种音频接口防护电路的结构示意图；
15.图8是本技术实施例提供的一种信号采样电路的结构示意图；
16.图9是本技术实施例提供的一种自适应模拟开关的结构示意图；
17.图10是本技术实施例提供的一种音频codec模块的结构示意图；
18.图11是本技术实施例提供的一种差分转单端的结构示意图；
19.图12是本技术实施例提供的一种id检测模块的结构示意图；
20.图13是本技术实施例提供的一种id阻值电路的结构示意图；
21.图14是本技术实施例提供的一种接口分压电路的结构示意图；
22.图15是本技术实施例提供的一种adc接口电路的结构示意图；
23.图16是本技术实施例提供的一种高速adc模块电路的结构示意图；
24.图17是本技术实施例提供的一种故障诊断方法的流程示意图；
25.图18是本技术实施例提供的又一种故障诊断设备的结构示意图；
26.图19是本技术的实施例中故障诊断装置的结构示意图；
27.图20是根据本技术的另一个实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.具体的，在相关技术中，为了通过音频识别工业设备故障，通常选用基于音频的监控方式进而确定工业设备故障。具体的，在相关技术中，通常会按需布置多个ip拾音器，并将多个ip拾音器接入到拾音器网关，由网关进行音频预处理和id分配，再接交换机将音频信号转移至专用服务器进行音频识别算法处理和报警。而音频监控系统仅为视频类监控受限制时所进行的辅助监控，其只支持人耳听阈范围的检测，对该频段范围外常见的工业设备故障(如变压器局部放电等)，无法进行有效识别，易用性较差。
31.针对此，本技术通过听诊器，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；标识id检测模块，与所述听诊器相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；音频自适应切换电路，与所述id检测模块相连接，用于接收所述id检测模块所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路；所述信号采样电路，与所述音频自适应切换电路相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；音频算法处理模块，与所述信号采样电路相连接，用于接收所述信号采样电路所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备，从而可以对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别，进而可以解决相关技术中无法对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别的问题。
32.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的一种故障
诊断设备、方法及装置进行详细地说明。
33.图1为本技术实施例提供的一种故障诊断设备的结构示意图。所述故障诊断设备100包括听诊器110、id检测模块120、音频自适应切换电路130、信号采样电路140和音频算法处理模块150。
34.听诊器110，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；
35.id检测模块120，与所述听诊器110相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；
36.音频自适应切换电路130，与所述id检测模块120相连接，用于接收所述id检测模块120所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路140；
37.所述信号采样电路140，与所述音频自适应切换电路130相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；
38.音频算法处理模块150，与所述信号采样电路140相连接，用于接收所述信号采样电路140所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
39.具体的，听诊器110可以为用于对音频进行采集的任何器件，例如各类音频传感器。进一步的，针对不同的音频，例如上述人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频，可以使用用于采集不同频率的音频的音频传感器。
40.可以理解的是，听诊器110还可以包括各类对采集得到的音频进行处理的器件，以输出最终需要的目标音频。
41.具体的，id检测模块120可以为任何可以确定目标音频id类型的电路模块。id检测模块120与所述听诊器110相连接，可以接收听诊器110传输的目标音频，并确定目标音频的id类型。
42.可以理解的是，信号采样电路140的数目可以与id类型的数目相对应，从而使得可以通过目标音频的id类型对应的信号采样电路对目标音频进行采样。
43.具体的，信号采样电路140的采样参数可以由系统级芯片(system on chip，soc)进行确定并调节。
44.具体的，音频自适应切换电路130可以包括通用输入/输出口(general-purpose input/output，gpio)，该gpio端口的数量可以由相关技术人员根据具体需要进行设置，通过该gpio端口的输出值，可以控制目标音频输入其id类型对应的信号采样电路进行采样。例如，音频自适应切换电路130可以包括如图2所示的信号采样电路的选择电路，可以将4个gpio端口(gpio1-b0-gpio1-b3)对应的linein_det1～linein_det4四个输出分别作为用以控制目标音频输入其id类型对应的信号采样电路进行采样的输入信号。
45.具体的，可以将soc芯片作为gpio的控制芯片，soc芯片可以通过控制gpio的输出值(即gpio1-b0～gpio1-b3)确定目标音频所对应的信号采样电路。
46.具体的，上述预设算法库可以包括与各id类型对应的音频样本库及与各id类型对应的算法，通过上述音频样本库可以保存经过采样的各id类型对应的目标音频，通过各id类型对应的算法可以对所存储的音频样本库中的各id类型对应的目标音频的正常或异常进行标定，并对其进行声纹分析和边缘推理，进而实现对产生目标音频的设备的故障的检测。
47.需要说明的是，可以通过上述soc芯片实现对id类型相匹配的预设算法库的分配，进而可以通过该算法库对采样数据进行故障识别。
48.这样，通过听诊器110，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；id检测模块120，与所述听诊器110相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；音频自适应切换电路130，与所述id检测模块120相连接，用于接收所述id检测模块120所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路140；所述信号采样电路140，与所述音频自适应切换电路130相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；音频算法处理模块150，与所述信号采样电路140相连接，用于接收所述信号采样电路所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备，从而可以对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别，进而可以解决相关技术中无法对产生各频段范围的音频的所有设备的故障进行识别的问题。
49.在一种可选的实现方式中，如图3所示，听诊器110包括：音频采集模块111，用于采集待处理音频；放大电路112，与所述音频采集模块111相连接，用于对采集到的所述待处理音频进行放大；滤波电路113，分别与所述放大电路112和所述id检测模块120相连接，用于对所述待处理音频进行滤波，使经过滤波的所述待处理音频在所述目标音频对应的频段内，将滤波后的所述待处理音频确定为所述目标音频并发送给所述id检测模块120。
50.具体的，音频采集模块111可以为麦克风(microphone，mic)。针对不同频率的待处理音频，可以选择不同类型的mic对待处理音频进行采集。例如，对低频段对应的音频，可以使用核心元件为一种采用压电材料技术的单轴加速度传感器(voice pick up sensor，vpu)的mic进行采集；对人耳听阈频段对应的音频，可以使用基于微机电系统(micro electromechanical system，mems)技术的超声宽频mic进行采集；对超声频段对应的音频，可以使用核心元器件为宽带型或谐振型声发射传感器的mic进行采集，由于mic无进音孔，因此可以适用于极端噪声环境。
51.需要说明的是，vpu的带宽需要支持拾取4khz以下的低频振动声纹信号，且灵敏度需要在-30dbv/g以上；基于mems技术的超声宽频mic的带宽需要为100hz～80khz，灵敏度需要在-42dbv/pa以上，拾音距离需要大于1米；宽带型或谐振型声发射传感器的带宽需要为20khz～200khz，拾音距离需要大于1米。
52.具体的，放大电路112可以为运放与电阻构成的反比例放大电路。例如，如图4所
示，放大电路112可以为由ua1a与ra2及ra4组成的反比例放大电路。
53.具体的，滤波电路113可以为预设电容与预设电阻组成的低通滤波器。
54.可选的，如图3所示，听诊器110还可以包括单端转差分电路114，该单端转差分电路114可以分别与放大电路112和滤波电路113相连接，用于将放大后的待处理音频转为差分模拟信号输出，从而保证音频信号能在长距离的线缆传输过程中提升音频抗干扰性能。例如，如图5所示，可以通过由运放ua2a构成的射随电路及由运放ua2b、r3、r28构成的反向放大电路组成单端转差分电路114。其中，可以理解的是，上述反向放大电路的放大倍数为-1。
55.作为一个具体的示例，例如，如图4所示，将音频采集模块111采集得到的待处理信号mic输入运放ua1a负极，经过ua1a与ra2及ra4构成的反比例放大电路的放大，自运放的1端口输出放大值mic_in。其中，可以理解的是，mic_in值为待处理信号mic的ra2的阻值或ra4的阻值倍。
56.进一步的，如图5所示，将mic_in信号输入ua2a组成的射随电路，通过ua2a pin1端口输出的信号即mic_in+，即音频差分正信号；进一步的，ua2a pin1输出信号进入运放ua2b负极，经过ua2b、r3及r28组成的反向放大电路放大，经过ua2b pin7输出，输出的信号即mic_in-(也即-mic_in)，即音频差分负信号。综上，可以将采集到的待处理信号转换为模拟差分信号mic_in+及mic_in-输出。
57.进一步的，如图5所示，在输出音频差分正信号mic_in+之前，ua2a pin1输出差分信号之后，可以将ua2a pin1输出的信号输入电容c166与电阻ra58组成的低通滤波器(如滤波电路1131)，将该滤波器输出的信号作为音频差分正信号mic_in+，其中低通滤波器的截止频率为1/(2π
·
ra58
·
c166)；类似的，如图5所示，在输出音频差分负信号mic_in-之前，ua2b pin7输出差分信号之后，可以将ua2b pin7输出的信号输入电容c1与电阻ra57组成的低通滤波器(如滤波电路1132)，将该滤波器输出的信号作为音频差分负信号mic_in-，其中低通滤波器的截止频率为1/(2π
·
ra57
·
c1)。
58.这样，可以得到需要采集的频率的待处理音频，并可以将该待处理音频通过放大电路112进行放大，以便对其进行处理，并可以进一步的将放大后的待处理音频进行滤波，以使采集得到的待处理信号在需要的目标音频对应的频率范围内。
59.在一种可选的实现方式中，如图6所示，所述故障诊断设备还包括：音频接口防护电路160，分别与所述听诊器110和所述音频自适应切换电路130相连接，用于控制所述目标音频的幅值在所述信号采样电路140的预设采样幅值范围内。
60.可以理解的是，上述音频接口防护电路160可以为任何可以实现控制目标音频的幅值在信号采样电路140的预设采样幅值范围内的电路。
61.作为一个具体的示例，如图7所示为音频接口防护电路160，经听诊器110输出的两路目标音频信号mic_in+与mic_1n-可以作为mic_1p与mic_1n信号分别输入音频接口防护电路160中的防护器件tvs3与tvs4中，并进一步分别经过音频接口防护电路160中的第一低通滤波模块(由ra196与ca185组成，该滤波电路的截止频率为1mhz)与第二低通滤波模块(由ra198与ca188组成，该滤波电路的截止频率也为1mhz)，进一步的，mic_1p与mic_1n信号分别输入音频接口防护电路160中的差分运放ua10的输入端inl及inr，其中运放outl的放大增益可以由ra189/(ra196+ra197)的值进行确定，运放outr的放大增益可以由ra188/
(ra192+ra198)的值进行确定，进而可以通过上述各放大增益对所输入的两路目标音频信号mic_in+与mic_1n-的幅值作出调整，控制目标音频的幅值在其所匹配的信号采样电路140的预设采样幅值范围内。
62.在一种可选的实现方式中，如图8所示，信号采样电路140包括：
63.高速模拟数字转换器adc模块电路141，分别与所述音频自适应切换电路130和所述音频算法处理模块150相连接，用于对所述声发射类型对应的目标音频进行采样，并将采样得到的采样数据发送给所述音频算法处理模块150；
64.音频编解码器codec模块142，分别与所述音频自适应切换电路130和所述音频算法处理模块150相连接，用于对骨传导类型或所述超声宽频类型对应的目标音频进行采样，并将采样得到的采样数据发送给所述音频算法处理模块150。
65.可选的，在本实现方式中，音频自适应切换电路130还可以包括用于选择高速adc模块电路141或者选择音频codec模块142作为信号采样电路140的自适应模拟开关，该自适应模拟开关对信号采样电路140的选择可以通过音频自适应切换电路130中的gpio端口gpio1-b0-gpio1-b3对应的linein_det1～linein_det4中的任何一路控制。
66.作为一个具体的示例，例如，如图9所示，音频接口防护电路160输出的模拟差分信号amic_1n和amic_1p分别进入自适应模拟开关的com1和com2，在linein_det1触发控制模拟开关的com1和com2分别与no1、no2选通时，目标音频信号进入高速adc模块电路141中进行采样；在linein_det1触发控制自适应模拟开关的com1和com2分别与nc1、nc2选通时，目标音频信号进入音频codec模块142中进行采样。
67.具体的，soc芯片可以通过控制i2s接口与音频codec模块142通信，调节音频codec模块142采样的增益、数字滤波频段及采样频率。
68.具体的，soc芯片可以通过控制spi接口与高速adc模块电路141通信，调节高速adc模块电路141采样的增益、轮询采样模式及采样频率。
69.作为一个具体的示例，例如，如图10所示为音频codec模块142，在该模块中，amic_1p与amic_1n信号经过隔直电容ca21及ca22后进入ua2的模拟音频输入aina+与aina-中。
70.作为一个具体的示例，例如，如图16所示为高速adc模块电路141。
71.可选的，在高速adc模块电路141之前，可以接入差分转单端电路，以解决高速adc模块电路141中存在的差分信号时延问题。
72.作为一个具体的示例，例如，如图11所示为上述差分转单端电路，差分音频信号amic_1p与amic_1n可以经过隔直电容ca47与ca48后进入差分转单端电路，其中amic_1p经过运放u132a构成的反向放大电路输出mic1，放大倍数为rp30/rp27，amic_1n经过rp29接地，进一步的，mic1可以输出到高速adc模块电路141的输入信号端(如图16所示的mic_1端)。
73.这样，可以对各id类型对应的目标音频选择相对应的信号采样电路进行采样，进而可以更有针对性的通过不同id类型对应的预设算法库对采样数据进行故障分析。
74.在一种可选的实现方式中，如图12所示，所述id检测模块120包括：
75.id值确定电路121，与所述听诊器110相连接，用于确定所述目标音频对应的id电压值；
76.id类型确定电路122，分别与所述id值确定电路121和所述音频自适应切换电路
130相连接，用于根据预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定与所述id电压值相对应的所述id类型。
77.作为一个具体的示例，例如，id值确定电路121可以包括如图13所示的id阻值电路及如图14所示的接口分压电路，将各种目标音频信号输入其对应的id阻值电路中，例如，将骨传导对应的目标音频输入分压电阻为rid1的id阻值电路中，将超声宽频款对应的目标音频输入分压电阻为rid2的id阻值电路中，将声发射款对应的目标音频输入分压电阻为rid3对应的id阻值电路中。进一步的，可以将id阻值电路输出的初步分压值输出至图14的接口分压电路中通道1-通道4，得到四个通道的分压值v
id_ref1
～v
id_ref4
。
78.作为一个具体的示例，例如，id类型确定电路122可以为如图15所示的adc接口电路，该接口电路(即saradc)的接口saradc_vin1～sarad c_vin4可以检测图14中四个通道的分压值v
id_ref1
～v
id_ref4
，并将其转换为数字信号，进一步的，该adc接口电路可以计算四个通道的平均分压值v
line in1
，进一步的，可以将该平均分压值与各id类型对应的预设范围作比较，确定目标音频的id类型，例如，若v
line in1
＝1.65v
±
3％为骨传导款，v
linein1
＝2.2v
±
3％为超声宽频款，v
line in1
＝1.98v
±
3％为声发射款，可以确定目标音频的id类型。
79.具体的，该adc接口电路可以由soc芯片进行控制。
80.这样，可以对目标音频的id类型进行具体确定。
81.图17示出本发明的一个实施例提供的一种故障诊断方法，该方法应用于故障诊断设备，该方法包括如下步骤：
82.步骤1701：采集目标音频。
83.其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段。
84.具体的，可以通过听诊器采集得到人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频。
85.步骤1702：基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型。
86.其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型。
87.具体的，可以通过id检测电路确定目标音频的id类型。
88.步骤1703：根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障。
89.其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
90.具体的，可以根据目标音频的id类型，确定目标音频的信号采样电路，进而可以通过该信号采样电路对目标音频以id类型对应的采样参数进行采样得到采样数据，进而音频算法处理模块可以将该采样数据匹配至上述id类型对应的预设算法库中进行识别，识别得到产生该目标音频的设备的故障。
91.这样，通过采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为声发射类型，所述超声频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述低频段对应音频
的id类型为骨传导类型；根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备，从而可以对产生频段范围的音频的所有设备的故障进行识别。
92.在一种可选的实现方式中，所述采集目标音频，包括：采集待处理音频，并对所述待处理音频放大预设倍数；对放大预设倍数后的所述待处理音频进行滤波，使所述待处理音频在目标音频对应的预设频段内；将滤波后的所述待处理音频确定为所述目标音频。
93.具体的，可以通过人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频所分别对应的麦克风对上述音频分别进行采集，从而采集得到待处理音频；进一步的，可以通过放大电路进一步的以预设倍数放大待处理音频；再进一步，可以通过滤波电路对待处理音频进行滤波，以使待处理音频在需采集的目标音频对应的预设频段内，进而可以将滤波后的待处理音频确定为目标音频。
94.例如，若采集的待处理音频为人耳听阈频段对应的音频，可以通过滤波电路使得所采集的待处理音频在人耳听阈频段对应的音频所对应的频段内。
95.这样，可以采集得到需进行故障识别的目标音频。
96.在一种可选的实现方式中，所述基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，包括：
97.确定所述目标音频对应的id电压值；确定所述id电压值所属的id电压值范围；根据所述id电压值所属的id电压值范围以及预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定所述目标音频对应的id类型。
98.具体的，可以通过id值确定电路确定目标音频对应的id电压值，进而可以通过各id类型对应的预设的id电压值范围，确定id电压值范围；在此基础上，可以确定目标音频对应的id类型。
99.这样，可以确定目标音频对应的id类型，进而可以根据该id类型为目标音频分配信号采样电路及分配故障识别算法。
100.下面对本技术的一个具体实施例的具体步骤进行说明，其中，本实施例可以通过图18所示的故障诊断设备执行。
101.步骤一：对目标音频进行采集。
102.具体的，可以通过听诊器中的传感器件采集环境中的待处理音频，并以单端模拟信号输出，其中，声发射id类型、超声宽频id类型和骨传导id类型的待处理音频输出的模拟信号分别为amic_s、amic_u和amic_b，进一步的，将待处理音频通过运放放大电路提供增益放大待处理音频，进而对放大后的待处理音频进行滤波，以使滤波后的待处理音频在上述对应的各id类型对应的频率范围内，从而可以将该滤波后的待处理音频确定为目标音频。
103.需要说明的是，如图18所示，声发射id类型的听诊器中的传感器件、运放放大电路及滤波电路(可以为rc滤波电路)可以组成声发射音频预处理电路1801；超声宽频id类型的听诊器中的传感器件、运放放大电路及滤波电路可以组成超声宽频音频预处理电路1802；骨传导id类型的听诊器中的传感器件、运放放大电路及滤波电路可以组成骨传导音频预处理电路1803。
104.可选的，进一步的，如图18所示，可以将该目标音频转换成差分模拟信号amic(n&p)输出，并由屏蔽线缆传输到音频接口防护电路160。
105.步骤二：确定目标音频的id类型。
106.具体的，可以将听诊器输出的信号通过id值确定电路121，以确定目标音频对应的id电压值，进而可以将该id电压值接入由soc芯片控制的adc端口，并由该adc端口中的a/d模块将上述id电压值转化为数字电压值，进而可以通过确定该数字电压值所落在的各id类型所对应的预设id电压值范围，确定该数字电压值的id类型，进而可以将该id类型确定为目标音频的id类型。
107.步骤三：对目标音频进行故障识别。
108.具体的，soc芯片可以通过gpio端口输出v
line det
控制音频自适应切换电路中自适应模拟开关1804的使能，例如当目标音频的id类型为声发射类型时，模拟开关com1和no1可以选通，进而可以将目标信号转换成的模拟差分信号输入高速adc模块电路141进行采样；当目标音频的id类型为骨传导类型或超声宽频类型时，模拟开关com1和nc1可以选通，进而可以将目标信号转换成的模拟差分信号输入音频codec模块142进行采样。
109.可选的，soc芯片还可以分别通过spi和i2s接口配置高速adc模块电路141或音频codec模块142的采样率(sample rate)、增益(gain)、通道选择(channel sequencing modes)和滤波频段(cut-off frequence)等重要参数。
110.进一步的，采样后的采样信号可以进入音频算法处理模块进行处理，上述音频算法处理模块可以给采样信号分配其对应的预设算法样本库(如声发射类型的目标音频对应的采样信号可以分配至声发射算法样本库，骨传导类型的目标音频对应的采样信号可以分配至骨传导算法样本库，超声宽频类型的目标音频对应的采样信号可以分配至超声宽频算法样本库)，进而可以通过预设算法样本库进行故障识别。
111.需要说明的是，本技术实施例提供的一种故障诊断方法，执行主体可以为一种故障诊断装置，或者该一种故障诊断装置中的用于执行一种故障诊断方法的控制模块。本技术实施例中以一种故障诊断装置执行一种故障诊断方法为例，说明本技术实施例提供的一种故障诊断装置。
112.图19是根据本发明实施例的一种故障诊断装置的结构示意图。如图19所示，一种故障诊断装置1900包括：采集模块1910、第一确定模块1920和第二确定模块1930。
113.采集模块1910，用于采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；
114.第一确定模块1920，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型；
115.第二确定模块1930，用于根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。
116.在一种实现方式中，所述第一确定模块1920具体用于：确定所述目标音频对应的id电压值；确定所述id电压值所属的id电压值范围；根据所述id电压值所属的id电压值范围以及预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定所述目标音频对应的id类型。
117.本技术实施例中的一种故障诊断装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，pda)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(network attached storage，nas)、个人计算机(personal computer，pc)、电视机(television，tv)、柜员机或者自助机等，本技术实施例不作具体限定。
118.本技术实施例中的一种故障诊断装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本技术实施例不作具体限定。
119.本技术实施例提供的一种故障诊断装置能够实现图17和图18的方法实施例中实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
120.可选的，如图20所示，本技术实施例还提供一种电子设备2000，包括处理器2001，存储器2002，存储在存储器2002上并可在所述处理器2001上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器2001执行时实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
121.需要说明的是，本技术实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
122.本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述一种故障诊断方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
123.其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等。
124.本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述一种故障诊断方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
125.应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
126.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
127.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方
法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
128.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。
技术特征：1.一种故障诊断设备，其特征在于，包括：听诊器，用于对目标音频进行采集，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；标识id检测模块，与所述听诊器相连接，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，超声频段对应音频的id类型为声发射类型，低频段对应音频的id类型为骨传导类型；音频自适应切换电路，与所述id检测模块相连接，用于接收所述id检测模块所传输的目标音频的id类型，并确定所述id类型对应的信号采样电路；所述信号采样电路，与所述音频自适应切换电路相连接，用于通过所述目标音频的id类型对应的采样参数对所述目标音频进行采样，得到采样数据，其中，所述采样参数包括采样率、增益、采样通道选择参数及滤波频段中的至少一个；音频算法处理模块，与所述信号采样电路相连接，用于接收所述信号采样电路所传输的所述采样数据，并通过与所述id类型相匹配的预设算法库对所述采样数据进行识别，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。2.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，所述id检测模块包括：id值确定电路，与所述听诊器相连接，用于确定所述目标音频对应的id电压值；id类型确定电路，分别与所述id值确定电路和所述音频自适应切换电路相连接，用于根据预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定与所述id电压值相对应的所述id类型。3.一种故障诊断方法，应用于权利要求1或2所述的故障诊断设备，其特征在于，包括：采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段所对应音频、超声频段所对应音频及低频段所对应音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型；根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。4.根据权利要求3所述的故障诊断方法，其特征在于，所述基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，包括：确定所述目标音频对应的id电压值；确定所述id电压值所属的id电压值范围；根据所述id电压值所属的id电压值范围以及预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定所述目标音频对应的id类型。5.一种故障诊断装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集目标音频，其中，所述目标音频为人耳听阈频段对应的音频、超声频段对应的音频及低频段对应的音频中的一种，所述低频段为所述人耳听阈频段及所述超声频段以外的频段；第一确定模块，用于基于所述目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的标识id类型之间的对应关系，确定所述目标音频的id类型，其中，所述人耳听阈频段对应音频的id类型为超声宽频类型，所述超声频段对应音频的id类型为声发射类型，所述低频段对应音频的id类型为骨传导类型；第二确定模块，用于根据所述目标音频的id类型，确定目标设备的故障，其中，所述目标设备为产生所述目标音频的设备。6.根据权利要求5所述的故障诊断装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：确定所述目标音频对应的id电压值；确定所述id电压值所属的id电压值范围；根据所述id电压值所属的id电压值范围以及预先设置的id电压值范围与id类型之间的对应关系，确定所述目标音频对应的id类型。
技术总结本申请公开了一种故障诊断设备、方法及装置。故障诊断设备包括：听诊器，用于对目标音频进行采集；标识ID检测模块，与听诊器相连接，用于基于目标音频的频率和预先设置的音频的频率与音频的ID类型之间的对应关系，确定目标音频的ID类型；音频自适应切换电路，与ID检测模块相连接，用于接收ID检测模块所传输的目标音频的ID类型，并确定ID类型对应的信号采样电路；信号采样电路，与音频自适应切换电路相连接，用于通过目标音频的ID类型对应的采样参数对目标音频进行采样，得到采样数据；音频算法处理模块，与信号采样电路相连接，用于接收信号采样电路所传输的采样数据，并通过与ID类型相匹配的预设算法库对采样数据进行识别，确定目标设备的故障。目标设备的故障。目标设备的故障。
技术研发人员：朱林辉
受保护的技术使用者：杭州海康威视数字技术股份有限公司
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/1
