Machine fault diagnosis via acoustic baseline

Chẩn đoán máy qua baseline âm thanh

Rotating machinery sings in tones. A healthy induction motor produces a fundamental frequency tied to shaft speed and harmonics stacked at integer multiples. Bearings add their own signature when races develop pits or cages loosen. Mounting hardware rattles when bolts fatigue. Trained vibration analysts use accelerometers on bearing housings and years of catalogued fault frequencies. Sonarish offers something humbler and still useful: record a spectrum when the machine is known good, store it as a baseline on your phone, and later compare new recordings to see which frequency bins grew louder — all without uploading audio to a cloud service that promises magical diagnosis.

The approach is acoustic fingerprinting rather than full physics simulation. You are not solving Newton's equations for a drum assembly. You are asking whether today's sound contains more energy at eighty-seven hertz than the baseline captured eighteen months ago when the washing machine still spun smoothly. That question is answerable with a microphone, an FFT, and honest diff math.

A repeatable workflow in the field

Consistency beats clever algorithms. Place the phone at the same standoff distance — half a meter to one meter is typical — on the same surface if possible. A rubber mat on a metal panel reduces extraneous vibration paths. Record thirty to sixty seconds of steady-state operation after the machine has warmed up, not during startup transients when currents surge. Tag the capture as baseline with a human-readable machine name.

Months later, repeat the geometry as closely as you can. Sonarish computes the short-time Fourier transform of the new capture, converts magnitudes to decibels, and subtracts the baseline spectrum bin by bin. The diff view highlights sustained rises above about six decibels. Transient clicks from solenoids or relays can be suppressed with an optional median filter so one-off events do not paint false alarms across the spectrum.

Reading a diff without pretending to be Oracle

Suppose a front-loading washer spins at six hundred RPM during the extract cycle. Six hundred revolutions per minute equals ten revolutions per second, so you expect strong energy near ten hertz and its harmonics. After a year and a half of service, diff view might show plus twelve decibels near eighty-seven hertz and nearby multiples. That frequency may correspond to a bearing cage calculation for the drum diameter — or it may reflect a loose counterweight. Sonarish does not auto-label the fault. It shows the change clearly enough that you can search bearing frequency formulas, call a technician, or decide the noise is still acceptable.

That restraint is intentional. False confidence destroys trust faster than a raw graph. We would rather be the instrument you bring to the basement than the app that confidently mislabels a belt squeal as catastrophic bearing failure.

Limits you should respect

Microphone saturation ruins everything. Pressing the phone against a vibrating metal panel drives the analog front end into clipping. The clipped waveform looks louder in time domain but its spectrum lies — harmonics appear that were not physically present. Background room noise changes between sessions when HVAC seasons shift or doors open. Different phone models have different frequency responses; compare on the same device when tracking a machine over years.

Signal processing foundations live in our FFT for mortals post. Level calibration and A-weighting context appear in A-weighting and decibels explained. If you want to see raw spectra before diffing, Phyzix exposes a live microphone analyzer suitable for classroom demos.

Where this fits in the uranashel stack

Baseline comparison is the feature that turned Sonarish from a party trick decibel meter into something I keep installed next to the fuse panel. It shares FFT parameters with the live spectrum view, uses the same approximate SPL calibration, and stores sessions in the app sandbox described in our on-device architecture. No account, no upload, no model trained on your washing machine humming at odd hours. When the diff stays flat for months, you have evidence the repair held. When it creeps upward, you have a timestamped graph to show a technician instead of vague words about " sounding rougher lately."

Máy quay hát bằng tone. Motor induction khỏe tạo tần cơ bản gắn tốc trục và các hài ở bội số nguyên. Bạc đạn thêm dấu hiệu riêng khi race lõm hoặc cage lỏng. Bulong mỏi thì giá rung kêu. Chuyên gia rung dùng accelerometer trên nhà bạc đạn và catalog tần lỗi tích lũy nhiều năm. Sonarish đề xuất cách khiêm tốn hơn mà vẫn hữu ích: ghi phổ khi máy còn tốt, lưu baseline trên điện thoại, sau đó so bản ghi mới xem bin tần nào to hơn — không upload audio lên cloud hứa chẩn đoán phép màu.

Cách tiếp cận là dấu vân tay âm thanh chứ không mô phỏng vật lý đầy đủ. Bạn không giải phương trình Newton cho lồng giặt. Bạn hỏi liệu tiếng hôm nay có nhiều năng lượng hơn ở tám mươi bảy hertz so baseline mười tám tháng trước khi máy giặt còn quay êm. Câu hỏi đó trả lời được bằng micro, FFT và toán diff thật thà.

Quy trình lặp lại được ngoài hiện trường

Nhất quán đánh bại thuật toán thông minh. Đặt điện thoại cùng khoảng cách — nửa mét đến một mét là thường gặp — trên cùng mặt nếu được. Thảm cao su trên tấm kim loại giảm đường rung lạ. Ghi ba mươi đến sáu mươi giây chạy ổn định sau khi máy ấm, không lúc khởi động dòng điện tăng vọt. Gắn tag baseline với tên máy người đọc hiểu.

Vài tháng sau, lặp hình học gần nhất có thể. Sonarish tính biến đổi Fourier thời gian ngắn của bản ghi mới, đổi biên độ sang decibel, trừ phổ baseline từng bin. View diff highlight mức tăng bền trên khoảng sáu decibel. Click thoáng từ solenoid có thể lọc median tùy chọn để sự kiện một lần không báo động giả khắp phổ.

Đọc diff mà không giả Oracle

Giả sử máy giặt cửa trước spin sáu trăm vòng/phút ở chu kỳ vắt. Sáu trăm vòng mỗi phút bằng mười vòng mỗi giây, nên bạn kỳ vọng năng lượng mạnh gần mười hertz và các hài. Sau một rưỡi năm, diff có thể hiện cộng mười hai decibel gần tám mươi bảy hertz và bội lân cận. Tần đó có thể khớp công thức cage bearing cho đường kính lồng — hoặc do counterweight lỏng. Sonarish không tự gắn nhãn lỗi. Nó hiện thay đổi đủ rõ để bạn tra công thức tần bạc đạn, gọi thợ, hoặc quyết định tiếng vẫn chấp nhận được.

Kiềm chế đó có chủ ý. Tự tin giả phá nhanh hơn đồ thị thô. Team muốn là dụng cụ bạn mang xuống tầng hầm hơn app chắc chắn gán tiếng đai squeal thành hỏng bạc đạn thảm họa.

Giới hạn cần tôn trọng

Bão hòa micro phá mọi thứ. Ép điện thoại vào tấm kim loại rung đẩy front-end analog vào clip. Dạng sóng clip trông to hơn ở miền thời gian nhưng phổ nói dối — hài xuất hiện không có thật vật lý. Ồn phòng nền đổi giữa các session khi mùa HVAC đổi hoặc cửa mở. Model điện thoại khác có đáp tần khác; so trên cùng máy khi theo dõi máy qua nhiều năm.

Nền xử lý tín hiệu ở FFT cho người bình thường. Calibrate mức và A-weighting ở A-weighting và decibel. Muốn xem phổ thô trước khi diff, Phyzix có analyzer micro live cho demo lớp học.

Vị trí trong stack uranashel

So baseline là tính năng biến Sonarish từ đồ chơi đo decibel thành thứ team giữ cài cạnh tủ điện. Nó dùng tham số FFT như view phổ live, cùng calibrate SPL xấp xỉ, lưu session trong sandbox app theo kiến trúc on-device. Không tài khoản, không upload, không model train trên tiếng máy giặt ù lúc nửa đêm. Diff phẳng nhiều tháng là bằng chứng sửa giữ ổn. Diff leo dần là đồ thị có timestamp đưa thợ thay vì nói mơ hồ "gần đây nghe gắt hơn."