发明创造名称：一种吸油烟机运行状态实时监测的方法及装置
外观设计名称：
决定号：189087
决定日：2019-09-04
委内编号：1F261887
优先权日：
申请（专利）号：201510701729.6
申请日：2015-10-23
复审请求人：珠海格力电器股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：周亚沛
合议组组长：张岩
参审员：李海霞
国际分类号：G01M13/00,G01H11/08
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域常用技术手段，则该技术方案相对于该对比文件与本领域常用技术手段的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510701729.6，名称为“一种吸油烟机运行状态实时监测的方法及装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2015年10月23日，公开日为2015年12月30日。申请人为珠海格力电器股份有限公司。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年07月04日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求第1-16项不符合专利法第22条第3款规定的创造性。其中引用了如下对比文件：
对比文件1：“机械设备振动状态无线监测与故障分析系统”，郝建亮 等，《仪表技术与传感器》，第10期，第50-52页，公开日期为：2013年10月15日。
驳回决定所依据的文本为：申请人于申请日2015年10月23日提交的说明书摘要、说明书第1-101段、摘要附图、说明书附图图1-7；2018年04月02日提交的权利要求第1-16项 。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种吸油烟机运行状态实时监测的方法，其特征在于，包括：
通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机电机运行时的振动信号；
对采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理；通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解；
基于所述小波包分析处理获得的监测结果，对吸油烟机的运行状态进行预警。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理，包括：
采用小波包分析方法，提取采集得到的所述振动信号中的主特征；
对提取的所述主特征进行至少包括信号的傅里叶变换处理的频谱分析；
基于对所述主特征进行频谱分析的结果，对吸油烟机运行信号早期故障特征进行预估判断。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理，还包括：
先对采集得到的所述振动信号进行预处理，该预处理至少包括信号滤波处理和/或信号放大处理；
采用小波包分析方法，提取所述预处理后的振动信号中的主特征。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，采用小波包分析方法，提取采集得到的所述振动信号中的主特征，还包括：
利用小波基函数，对振动信号进行小波包分解，该小波包分解的公式为：
S＝AAAn DAAn ADAn DDAn AADn DADn ADDn DDDn
其中，S表示原信号，A表示低频信号，D表示高频信号，n表示分解的层数，n为自然数；
在完成对振动信号进行多层分解后，对多层分解所得信号进行重构；
经所述对多层分解所得信号的重构，获取振动信号中的主特征。
5. 根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，基于所述小波包分 析处理获得的监测的结果，对吸油烟机的运行状态进行预警，包括：基于在线监测中小波包分析处理获得的结果，输出该结果并进行报警。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述小波包分析处理获得的监测的结果，对吸油烟机的运行状态进行预警，包括：基于在线监测中小波包分析处理获得的结果，输出该结果并进行报警。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输出该结果并进行报警的方式，包括显示和/或声光和/或语音的报警方式；
和/或，
当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警，提醒用户及时维护；和/或，
当吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进行语音播报，提示用户吸油烟机当前运行信号正常。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述输出该结果并进行报警的方式，包括显示和/或声光和/或语音的报警方式；
和/或，
当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警，提醒用户及时维护；和/或，
当吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进行语音播报，提示用户吸油烟机当前运行信号正常。
9. 一种吸油烟机运行状态实时监测的装置，其特征在于，包括：
信号采集单元，用于通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机电机运行时的振动信号；
在线监测单元，用于对所述信号采集单元采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理；通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解；
监测结果预警单元，用于基于所述在线监测单元进行小波包分析处理获得的监测结果，对吸油烟机的运行状态进行预警。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述在线监测单元，包括：
主特征提取模块，用于采用小波包分析方法，提取所述信号采集单元采集得到的所述振动信号中的主特征；
频谱分析模块，用于对所述主特征提取模块提取的所述主特征进行至少包括信号的傅里叶变换处理的频谱分析；
频谱分析结构预估判断模块，用于基于所述频谱分析模块对所述主特征进行频谱分析的结果，对吸油烟机运行信号早期故障特征进行预估判断。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述在线监测单元，还包括：
振动信号预处理模块，用于对所述信号采集单元采集得到的所述振动信号进行预处理，该预处理至少包括信号滤波处理和/或信号放大处理；
所述主特征提取模块，用于采用小波包分析方法，提取所述振动信号预处理模块预处理后的振动信号中的主特征。
12. 根据权利要求10或11所述的吸油烟机运行状态实时监测装置，其特征在于，所述主特征提取模块，还包括：
小波包分解子模块，用于利用小波基函数，对振动信号进行小波包分解，其中，该小波包分解的公式为：
S＝AAAn DAAn ADAn DDAn AADn DADn ADDn DDDn
其中，S表示原信号，A表示低频信号，D表示高频信号，n表示分解的层数，n为自然数；
分解信号重构子模块，用于在所述小波包分解子模块完成对振动信号进行多层分解后，对多层分解所得信号进行重构；
主特征获取子模块，用于经所述分解信号重构子模块对多层分解所得信号的重构，获取振动信号中的主特征。
13. 根据权利要求9-11之一所述的装置，其特征在于，所述监测结果预警单元，包括：
基于在线监测中小波包分析处理获得的结果，输出该结果并进行报警。
14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述监测结果预警单元，包括：
基于在线监测中小波包分析处理获得的结果，输出该结果并进行报警。
15. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述监测结果预警单元输出该结果并进行报警的方式包括：显示和/或声光和/或语音的报警方式；
和/或，
所述监测结果预警单元，包括：声光报警模块，用于基于该结果，当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警，提醒用户及时维护；和/或，语音播报模块，用于基于该结果，当吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进行语音播报，提示用户吸油烟机当前运行信号正常。
16. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述监测结果预警单元输出该结果并进行报警的方式包括：显示和/或声光和/或语音的报警方式；
和/或，
所述监测结果预警单元，包括：声光报警模块，用于基于该结果，当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警，提醒用户及时维护；和/或，语音播报模块，用于基于该结果，当吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进行语音播报，提示用户吸油烟机当前运行信号正常。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1的区别在于：本申请用于吸油烟机的监测，加速度传感器为压电式，安装在吸油烟机电机正后方。该区别技术特征属于本领域技术人员的常规选择，因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术选择的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-8的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识，因此，权利要求2-8也不具备创造性。权利要求9与对比文件1的区别在于：本申请用于吸油烟机的监测，加速度传感器为压电式，安装在吸油烟机电机正后方。该区别技术特征属于本领域技术人员的常规选择，因此，权利要求9相对于对比文件1和本领域常规技术选择的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求10-16的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识，因此，权利要求10-16也不具备创造性。
申请人珠海格力电器股份有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年09月28日向国家知识产权局提出了复审请求，并未对申请文件进行修改。复审请求人认为：（1）本申请解决的技术问题是：针对当吸油烟机运行产生电机故障时维修人员需要拆卸机子来查找故障源并进行维修更换导致维护效率低的问题。而对比文件1解决的技术问题是：针对机械设备运行时存在的振动现象，基于人员和设备的安全考虑，设计了基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统，对运行设备状态进行实时监测的问题。可见，本申请与对比文件1解决的技术问题明显不同，相应的预期效果也明显不同。（2）二者的采集对象及采集时机并不相同，本申请的采集对象及采集时机是：吸油烟机运行状态。而对比文件1的采集对象及采集时机是：针对机械设备运行时存在的振动现象的“运行设备状态”。（3）二者的采集方式及采集参数也明显不同,本申请的采集方式及采集参数是：通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机运行状态下的吸油烟机电机运行时的振动信号。而对比文件1的采集方式及采集参数是：采用加速度传感器拾取运行设备状态的信号。（4）二者对采集参数的处理方式及处理目的也并不相同，本申请通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解，并根据吸油烟机运行信号的特征，自适应地选择相应频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率，能够更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断，即更准确快速的监测吸油烟机电机初期故障，以防进一步产生严重故障，并节省故障维修时间。而对比文件1将采集到的数据通过一无线数传模块传输至PC机；在PC机侧，由基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统进行预处理，并进行时域、频域和小波包分析，通过分析对设备故障原因做出准确判断。（5）本申请的监测对象是吸油烟机，吸油烟机的故障因素有很多，吸油烟机的其它故障也会引起电机振动的变化，并不单单指电机故障引起的吸油烟机故障。而对比文件1的监测对象只是单纯的电机，考虑的因素要比本申请少很多，针对单纯因素的故障诊断方式相比于针对多个因素的故障诊断方式也要比本申请简单很多。（6）本申请中是提取主特征，构建主特征向量，与对比文件1中的分解与重建并不相同。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年05月15日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征为：权利要求1用于吸油烟机运行状态的实时监测，采用的加速度传感器为压电式，安装在吸油烟机电机正后方，基于小波包分析处理获得的监测结果进行预警；而对比文件1中用于电机运行状态的实时监测，采用的电容式加速度传感器，并未明确传感器的安装位置，当采集的振动信号峰值超过2.5V时，产生报警信号提醒工作人员检查设备。该区别技术特征属于本领域的公知常识，因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-8的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识，因此，权利要求2-8也不具备创造性。权利要求9请求保护一种吸油烟机运行状态实时监测的装置，其中所限定的产品结构特征与权利要求1所限定的方法特征一一对应，因此，基于相同的理由，权利要求9相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求10-16与从属权利要求2-8的附加技术特征一一对应，因此，基于相同的理由，权利要求10-16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人在复审请求书中意见，合议组认为：(1)对比文件1中虽然记载了基于人员和设备的安全考虑，设计了基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统，对运行设备状态进行实时监测，其同样也能达到不需要进行人为的操作从而对运行设备状态进行实时监测的效果，与本申请相同都是通过采集电机的振动信号进行分析判断，也都解决了机械运行设备状态的实时监测的技术问题。（2）本申请中虽然监测的是吸油烟机的运行状态，但是其实际采集的是吸油烟机电机运行时的振动信号，对比文件1公开了监测机械设备的运行状态，也就是说对比文件1与本申请相同，都是采集机械设备电机运行时振动信号。吸油烟机也属于机械设备，并且通过小波分析机械振动对设备故障进行诊断也是本领域所公知的，例如书籍1《机械故障诊断技术》（裴峻峰等编著，中国石油大学出版社，2010年8月）第7页记载了“机器运转过程中振动信号的获取容易且振动信号中包括大量反映机械设备状态的信息，很多机械故障都能以振动状态的异常反映出来。近年来，基于振动测试手段和信号分析技术的迅猛发展以及电子计算机技术的进步，振动监测与分析技术已成为机械故障诊断的重要手段。”，第11页记载了“若将粗集理论与小波包技术相结合……，将会在故障诊断中取得更好的效果。分形、小波和混沌等非线性诊断方法能够从大型继电系统表现出来的振动信号中刻画出故障的内在复杂性，表征设备的故障激励”，以上内容均说明，利用小波包技术分析振动信号监测机械设备状态是本领域的常用技术手段。因此，本领域技术人员容易想到将对比文件1公开的诊断方法用于吸油烟机的诊断。（3）对比文件1与本申请都是采用加速度传感器采集电机运行时的振动信号，而压电式加速度传感器和电容式加速度传感器都是本领域常见的加速度传感器类型，使用哪种加速度传感器是本领域技术人员的常规技术选择。另外，离信号源越近采集信号越准确是本领域所公知的，因此为了提高信号采集的准确性和可靠性，使传感器的安装位置靠近电机即设置在吸油烟机的的正后方也是本领域技术人员的常规选择。（4）首先，对比文件1中也公开了“采用小波包分解与重构算法对电机振动信号进行了分析，并根据分析结果判断引起故障的原因。小波变换解决了短时傅里叶变换( STFT) 中时间分辨率与频率分辨率的矛盾，并能根据分析信号的特征，自适应地选择对应的频带。在信号的低频段采用较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在信号的高频段采用较低的频率分辨率和较高的时间分辨率”。即对比文件1公开了采用小波包算法能够自适应地选择相应频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率，其能够产生准确判断节省维修时间的技术效果。其次，小波包分析方法能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解，是本领域所公知的小波包分析的特点。例如书籍2《液压系统非介入式监测技术》（蔡伟著，国防工业出版社，2014年7月）第116页记载了“小波包分解是一种比小波分解更为精细的分解方法，它在对低频部分进行分解的同时，也对高频部分进行分解，使信号的高频和低频分解都能达到很精细的程度”。（5）电机是抽油烟机的核心部件，是抽油烟机的动力源，电机故障是抽油烟机的主要故障是本领域所公知的。并且本申请中吸油烟机运行状态的检测也是主要通过监测吸油烟机的电机运行时的振动信号以实现的。本领域所公知的在设备诊断时，如果想全面的诊断设备，需要对被监测的振动信号中由各种原因所引起的振动都进行分析，即非电机故障引起的振动信号也进行确定诊断分析是本领域在故障判断中常用的技术手段。（6）本申请中主特征的获取方式是通过对振动信号进行多层分解再进行重构，从而获取振动信号的主特征，这与对比文件1中采用小波包分解与重构算法对振动信号进行分析的过程是一致的。另外，对比文件1中故障信号能量主要集中在292.97Hz是由图7的频谱图得出的，另结合图5、6、8可知，对比文件1的技术方案是包括频谱分析的，且分析的是频带的能量特征。此外，小波包分析过程中对信号进行多层分解再重构构造特征向量，这是本领域所公知的。例如书籍《液压系统非介入式监测技术》（蔡伟著，国防工业出版社，2014年7月）第115-119页记载了小波包分析的过程，其中具体记载了小波包分析中的分解和重构方法，由此可见，在小波包分析过程中对信号分解重构是本领域的公知常识。因此，复审请求人的上述意见不予支持。
复审请求人于2019年06月11日提交了意见陈述书，并提交了权利要求书全文修改替换页，在驳回决定所针对的权利要求书基础上，将特征“能够根据吸油烟机运行信号的特征，自适应地选择相应频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率，能够更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断”加入独立权利要求1和9中。新修改的独立权利要求1和9如下：
“1. 一种吸油烟机运行状态实时监测的方法，其特征在于，包括：
通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机电机运行时的振动信号；
对采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理；通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解；
基于所述小波包分析处理获得的监测结果，对吸油烟机的运行状态进行预警；能够根据吸油烟机运行信号的特征，自适应地选择相应频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率，能够更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断。
9. 一种吸油烟机运行状态实时监测的装置，其特征在于，包括：
信号采集单元，用于通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机电机运行时的振动信号；
在线监测单元，用于对所述信号采集单元采集得到的所述振动信号进行在线监测的小波包分析处理；通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解；
监测结果预警单元，用于基于所述在线监测单元进行小波包分析处理获得的监测结果，对吸油烟机的运行状态进行预警；能够根据吸油烟机运行信 号的特征，自适应地选择相应频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨率，能够更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断。”
复审请求人认为：（1）本申请解决的技术问题是：针对当吸油烟机运行产生电机故障时维修人员需要拆卸机子来查找故障源并进行维修更换导致维护效率低的问题。而对比文件1解决的技术问题是：针对机械设备运行时存在的振动现象，基于人员和设备的安全考虑，设计了基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统，对运行设备状态进行实时监测的问题。可见，本申请与对比文件1解决的技术问题明显不同，相应的预期效果也明显不同。（2）本申请是针对吸油烟机进行状态监测以在吸油烟机电机故障初期就进行相应预判整改；而对比文件1是“基于人员和设备的安全考虑对机械设备运行时存在的振动现象进行无线监测与故障分析”。可见本申请的监测对象和监测目的与对比文件1的监测对象和监测目的并不相同。（3）本申请是“通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器，采集吸油烟机电机运行时的振动信号”；而对比文件1是“采用加速度传感器拾取信号”。可见本申请对吸油烟机的振动信号的采集方式与对比文件1对机械设备的振动信号的采集方式不同。本申请中将压电式加速度传感器安装在吸油烟机电机正后方进行状态实时监测的技术方案，在现有技术中并未公开，在对比文件1和2中也未给出相应的技术启示。（4）本申请的监测方式与对比文件1的监测方式并不相同，本申请的监测方式相比于对比文件1的监测方式只需要进行“小波包分析”，步骤相对简单，从而更好地实现本申请的监测目的即“在吸油烟机电机故障初期就进行相应预判整改，达到更快更准确的预知故障的目的”。（5）本申请的监测对象是吸油烟机，吸油烟机的故障因素有很多，吸油烟机的其它故障也会引起电机振动的变化，并不单单指电机故障引起的吸油烟机故障。而对比文件1的监测对象只是单纯的电机，考虑的因素要比本申请少很多，针对单纯因素的故障诊断方式相比于针对多个因素的故障诊断方式也要比本申请简单很多。（6）对比文件1中公开的对采集的振动信号进行小波包分解与重建；相当于本申请中采用小波包分析方法，提取采集得到的振动信号中的主特征。本申请中是提取主特征，构建主特征向量，与对比文件1中的分解与重建并不相同。（7）对比文件1中只是确定了一个能量值；而本申请是进行频谱分析，在所得结果的精准性上本申请具有明显优势。（8）对比文件1是对振动类型的确定，而本申请是对吸油烟机早期故障更确切地说是对吸油烟机的运行状态进行监测。（9）对比文件1中是必须经过信号放大后再进行滤波处理，而本申请中还包含了单独进行信号放大处理或单独进行信号滤波处理，使得操作过程更加简化。（10）本申请中的分解可以是多层，根据所需精度确定分解层数，灵活性和使用便捷性均更好；而对比文件1中只是3层。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人在2019年06月11日提交了权利要求书全文修改替换页，经审查，该修改文本符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。因此，本决定依据的审查文本为：复审请求人于申请日2015年10月23日提交的说明书摘要、说明书第1-101段、摘要附图、说明书附图图1-7；2019年06月11日提交的权利要求第1-16项。
（二）、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域常用技术手段，则该技术方案相对于该对比文件与本领域常用技术手段的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
具体到本案：
1.权利要求1请求保护一种吸油烟机运行状态实时监测的方法，对比文件1公开了机械设备振动状态无线监测与故障分析系统，与本申请属于相同的机械设备故障诊断技术领域，具体公开了（参见摘要、正文第51-52页）：基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统对运行设备状态进行实时监测，采用1221L－050 加速度传感器拾取信号，经信号调理电路放大滤波处理后由C8051F340 微处理器控制内部A/D进行数据采集，并将数据通过ＲFTＲ1－TTL无线数传模块传送至PC机，由LabVIEW进行预处理，并进行时域、频域和小波包分析，通过分析对设备故障原因做出准确判断。系统通过对电机正常信号和故障信号的分析，验证了系统的可靠性与稳定性（参见摘要）。
小波变换是一种有效的时频分析方法，可以清楚地看出信号频率随时间的变化趋势，为故障诊断提供有效的帮助。该系统以 Lab-VIEW 软件作为开发平台，利用其自带的高级信号处理工具箱对采集的振动信号进行小波包分解与重建，并根据分析结果对故障振动信号做出诊断（参见引言部分）。
系统由1221L－050加速度传感器、信号调理电路、C8051F340(内部自带10位A/D)单片机、微型ＲFTＲ1－TTL无线数传模块、ＲS232－USB转接板和 PC机组成。其工作过程为:1221L－050拾取振动信号，经过信号调理电路放大滤波处理后由C8051F340 控制A/D对振动信号进行采集，并将采集的数据通过ＲFTＲ1－TTL无线模块传输到 PC 机，由LabVIEW 对数据进行处理分析，并以波形的形式显示在LabVIEW 前面板上（参见第1节）。
首先，通过对电机正常工作时的振动信号进行测量，确定其最大振幅( 系统测量为2.5 V) ，然后对采集的振动信号进行峰峰值检测，当峰峰值超过 2.5 V 时，便认为是故障信号，将数据保存到指定的位置并产生报警信号，提醒工作人员检查设备（参见第2.2节）。
图5 为单相串励电机正常工作时的振动信号和小波分解后的波形，以及对应的频谱图。其中小波包分解为3层，将0～5kHz 分为 8 段，小波函数选择为双正交小波( bior5_5) 。图5中的小波分解功率谱密度是路径为000(即0～625Hz)的频谱图。
由图 5 可以看出电机正常工作时，由FFT 测量的振动信号能量主要集中在 363.07 Hz，较少能量分布在732.30 Hz;由小波分解后再进行 FFT 变换，测量出其在0～625 Hz频段内，只有在364.96Hz时有很大的能量分布。图6为路径001(即625～1250 Hz 频段)的小波分解波形与频谱图。由图6知其在625～1250 Hz 频段内能量集中在730.43 Hz和1041.04 Hz，且相对其在 364.96Hz时的能量小的多（参见第3.1节，图5-6）。
通过对电机正常工作振动信号和故障振动信号波形和频谱图的对比分析知，无故障时电机的特征频率为363.07 Hz，当电枢轴不平衡时其特征频率变为291.97Hz，且有整数倍的高次谐波存在于故障振动信号中，这个频率和转子的旋转频率比较接近，因此初步诊断为转子不平衡引起的振动。再根据其高次谐波进一步确定为电枢轴机械不平衡引起的振动。对电机检查后消除电枢轴的机械不平衡再进行测量，其振动信号和电机正常工作时的振动信号一致。因此判定诊断结果和故障原因一致，证明了系统的可靠性和准确性（参见第3.3节）。
采用小波包分解与重构算法对电机振动信号进行了分析，并根据分析结果判断引起故障的原因。小波变换解决了短时傅里叶变换( STFT)中时间分辨率与频率分辨率的矛盾，并能根据分析信号的特征，自适用地选择对应的频带。在信号的低频段采用较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在信号的高频段采用较低的频率分辨率和较高的时间分辨率（参见第4节）。
根据上述对比文件1公开的内容可知，对比文件1中公开的基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统对运行设备状态进行实时监测，相当于一种设备运行状态实时监测的方法；对比文件1公开了通过对电机正常工作时的振动信号进行测量,采用1221L-50电容式加速度传感器拾取振动信号,相当于通过加速度传感器采集设备电机运行时的振动信号；对比文件1公开了该系统以LabVIEW 软件作为开发平台，利用其自带的高级信号处理工具箱对采集的振动信号进行小波包分解与重建，小波变换解决了短时傅里叶变换( STFT) 中时间分辨率与频率分辨率的矛盾，并能根据分析信号的特征，自适应地选择对应的频带。在信号的低频段采用较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在信号的高频段采用较低的频率分辨率和较高的时间分辨率，系统能通过无线模块实时监测设备状态，并能对故障信号自动保存和报警，为后续故障诊断提供实时数据，相当于对采集得到的振动信号进行在线监测的小波包分析处理，通过小波包分析处理，能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解，并基于小波包分析处理获得的监测结果，并能够根据电机运行信号的特征，自适应的选择相应频段，使之与信号频谱项匹配，从而提高时频分辨率。
根据上述分析可知，权利要求1与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征为：权利要求1用于吸油烟机运行状态的实时监测，采用的加速度传感器为压电式，安装在吸油烟机电机正后方，基于小波包分析处理获得的监测结果进行预警，能够更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断；而对比文件1中用于电机运行状态的实时监测，采用的电容式加速度传感器，并未明确传感器的安装位置，当采集的振动信号峰值超过2.5V时，产生报警信号提醒工作人员检查设备。基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题为：如何对吸油烟机进行运行状态的准确监测并能准确的报警。
对于上述区别技术特征，首先，由于对比文件1公开的是一种对机械设备运行状态进行实时监测，并设备故障原因作出判断的技术方案，其中将电机作为被测机械设备，测量电机的振动信号并进行分析，并根据分析结果对故障振动信号做出诊断。而本领域技术人员熟知，吸油烟机也是一种具有机械结构的设备，而且电机是吸油烟机的核心部件，是吸油烟机的动力源。因此，在面对如何对吸油烟机进行运行状态监测的技术问题时，本领域技术人员容易想到将对比文件1公开的电机故障监测的系统和方法用于监测吸油烟机，来采集吸油烟机的电机运行时的振动信号进行分析诊断。并且将对比文件1所公开的故障监测系统和方法用于监测吸油烟机时，本领域技术人员能够确定其可更好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征，进行准确预估判断。其次，对比文件1已经公开了使用电容式加速度传感器拾取电机的振动信号，压电式加速度传感器、电容式加速度传感器、谐振式加速度传感器等都是本领域中加速度传感器的常见类型，本领域技术人员能够根据需要选择适当类型的加速度传感器，如压电式加速度传感器。在此基础上，在对吸油烟机进行状态监测时，为了更准确的获取吸油烟机电机的振动信号，采用压电式加速度传感器并将其安装在吸油烟机电机正后方，以采集吸油烟机电机运行时振动信号，对于本领域技术人员来说属于常规选择。最后，虽然对比文件1中公开的是当采集的振动信号峰值超过2.5V时，产生报警信号提醒工作人员检查设备，但是其也公开了由 LabVIEW进行预处理，并进行时域、频域和小波包分析，通过分析对设备故障原因做出准确判断，并且通过所公开的小波包分析可知其故障时频谱图中能量特征的特点。并且采用小波包分析方法进行故障的诊断也是本领域所公知的，因此，为了更准确的进行预警，本领域技术人员容易想到采用小波包分析方法进行故障的判断并进行预警。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域技术人员的公知常识以得到该权利要求的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
对于复审请求人在意见陈述中的意见，合议组认为：（1）对比文件1中虽然记载了基于人员和设备的安全考虑，设计了基于LabVIEW的无线监测与故障分析系统，对运行设备状态进行实时监测，但其同样也能达到不需要进行人为的操作从而对运行设备状态进行实时监测的效果，与本申请相同都是通过采集电机的振动信号进行分析判断，也都解决了机械运行设备状态的实时监测的技术问题。（2）本申请中虽然监测的是吸油烟机的运行状态，但是其实际采集的信号是吸油烟机电机运行时的振动信号，对比文件1公开了监测机械设备的运行状态，也是通过对电机的振动信号进行分析，即对比文件1与本申请相同，都是对机械设备电机运行时振动信号进行监测，从而对故障进行诊断。吸油烟机也属于机械设备，并且通过小波分析机械振动对设备故障进行诊断也是本领域所公知的，例如书籍1《机械故障诊断技术》（裴峻峰等编著，中国石油大学出版社，2010年8月）第7页记载了“机器运转过程中振动信号的获取容易且振动信号中包括大量反映机械设备状态的信息，很多机械故障都能以振动状态的异常反映出来。近年来，基于振动测试手段和信号分析技术的迅猛发展以及电子计算机技术的进步，振动监测与分析技术已成为机械故障诊断的重要手段。”，第11页记载了“若将粗集理论与小波包技术相结合……，将会在故障诊断中取得更好的效果。分形、小波和混沌等非线性诊断方法能够从大型继电系统表现出来的振动信号中刻画出故障的内在复杂性，表征设备的故障激励”，以上内容均说明，利用小波包技术分析振动信号监测机械设备状态是本领域的常用技术手段。因此，当面对如何对吸油烟机的运行状态进行监测的技术问题时，本领域技术人员容易想到将对比文件1公开的监测诊断方法用于吸油烟机的监测诊断。（3）对比文件1与本申请都是采用加速度传感器采集电机运行时的振动信号，而压电式加速度传感器和电容式加速度传感器都是本领域常见的加速度传感器类型，使用哪种加速度传感器是本领域技术人员的常规技术选择。离信号源越近采集信号越准确是本领域所公知的，因此为了提高信号采集的准确性和可靠性，使传感器的安装位置靠近电机即设置在吸油烟机的的正后方也是本领域技术人员的常规选择。 (4) 首先，权利要求中的对振动信号进行小波包分析处理，并没有限定在进行小波包分析方法前不能对信号进行滤波和或放大处理。其次，本申请的说明书第[0049]段记载了“可以先对步骤S110采集得到的振动信号进行预处理，该预处理至少包括信号滤波处理和/或信号放大处理，通过在小波包分析处理前对吸油烟机电机运行时的振动信号进行预处理，可以除去原始的振动信号中的毛刺，提高小波包 分析处理所用信号的可靠性。” 即本申请与对比文件1一样也可以对信号进行滤波、放大等预处理。 (5) 电机是抽油烟机的核心部件，是抽油烟机的动力源，电机故障是抽油烟机的主要故障是本领域所公知的。并且本申请中吸油烟机运行状态的检测也是主要通过监测吸油烟机的电机运行时的振动信号以实现的。本领域所公知的在设备诊断时，如果想全面的诊断设备，需要对被监测的振动信号中由各种原因所引起的振动都进行分析，即非电机故障引起的振动信号也进行确定诊断分析是本领域在故障判断中常用的技术手段。(6) 根据本申请说明书第[0041]-[0061]段记载的内容可知，本申请的小波包分析也是对信号进行分解，再进行重构获取主特征，而对比文件1中明确公开了采用小波包分解与重建，并根据分析结果对故障振动信号作出诊断，并且要获取特征频率，即与本申请是采用相同的小波包分析方法。(7) 对比文件1公开了由小波分解后FFT测量出其在路径0~625HZ频段上的能量集中在292.97HZ，少量分布在583.73HZ。也就是说对比文件1与本申请一样也要进行频谱分析。(8) 运行状态是一个很宽泛的概念，其实质上是对是否存在故障进行预判，对比文件1中虽然记载的是诊断为转子平衡引起的振动，这与本申请一样都是对故障进行判断。(9) 对信号的预处理操作，是放大后滤波还是仅放大或是仅滤波这都是本领域技术人员根据实际需要所选择的对信号的数据处理方法。(10) 首先，本申请中的多层是一个上位概念，对比文件1公开了具体数值的下位概念，3层也是多层的一种情况。其次，并且本领域公知的小波包分解即可分解多层，例如书籍2《液压系统非介入式监测技术》（蔡伟著，国防工业出版社，2014年7月）第116页记载了“利用小波包分解多少层，以及在各层选择哪些自带来分析十分灵活，即对不同的信号可以选择相应的最佳滤波器组”。因此，复审请求人的上述意见合议组不予支持。
2.权利要求2是权利要求1的从属权利要求，对比文件1已经公开了（参见第2.3节、第3.2节、第3.3节）：对采集的振动信号进行小波包分解与重建，获取对应的频谱图（相当于采用小波包分析方法，提取采集得到的振动信号中的主特征），且由FFT测量出故障信号能量主要集中在292.97Hz（相当于对提取的主特征进行至少包括信号的傅里叶变换处理的频谱分析），这个频率和转子的旋转频率比较接近，因此初步诊断为转子不平衡引起的振动（相当于基于对主特征进行频谱分析的结果，对设备运行信号早期故障特征进行预估判断）。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下，权利要求2也不具备创造性。
3.权利要求3是权利要求2的从属权利要求，对比文件1已经公开了（参见摘要、第1.2节、第2.3节）：1221L－050拾取振动信号，经过信号调理电路放大滤波处理后由 C8051F340 控制 A/D 对振动信号进行采集（相当于先对采集得到的振动信号进行预处理，该预处理至少包括信号滤波处理和/或信号放大处理），之后对采集的振动信号进行小波包分解与重建，获取对应的频谱图（相当于采用小波包分析方法，提取预处理后的振动信号中的主特征）。因此，在其引用的权利要求2不具备创造性的情况下，权利要求3也不具备创造性。
4.权利要求4是权利要求2或3的从属权利要求，对比文件1已经公开了对采集的振动信号进行小波包分解与重建，其中小波包分解为3层，并获取频谱图（相当于完成对振动信号进行多层分解后，对多层分解所得信号进行重构，经对多层分解所得信号的重构，获取振动信号中的主特征）（参见第2.3、3.1节），另外，权利要求4所限定的利用小波基函数对振动信号进行小波包分解，而小波包分解的公式属于本领域的公知常识（参见书籍《液压系统非介入式监测技术》，蔡伟，国防工业出版社，第115-116页，2014年7月31日）。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求4也不具备创造性。
5.权利要求5是权利要求1-3任一项的从属权利要求，权利要求6是权利要求4的从属权利要求，对比文件1已经公开了（参见摘要、第2.2节、第2.3节、第3.2-3.3节）：当采集的振动信号峰值超过2.5V时，产生报警信号提醒工作人员检查设备，但是其也公开了由 LabVIEW进行预处理，并进行时域、频域和小波包分析，通过分析对设备故障原因做出准确判断，并且通过所公开的小波包分析可知其故障时频谱图中能量特征的特点。并且采用小波包分析方法进行故障的诊断也是本领域所公知的，因此，为了更准确的进行预警，本领域技术人员容易想到采用小波包分析方法进行是否发生故障的判断并进行预警，并输出判断结果进行报警。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求5、6也不具备创造性。
6.权利要求7是权利要求5的从属权利要求，权利要求8是权利要求6的从属权利要求，对报警方式作了进一步限定。然而，其所限定的显示、声光、语音报警方式均是本领域中常见的告警、提示方式，在此基础上，吸油烟机存在故障隐患时通过声光报警提醒用户及时维修，不存在故障时通过语音提示告知用户吸油烟机运行正常是本领域技术人员的常规选择。因此，在其分别引用的权利要求5、6不具备创造性的情况下，权利要求7、8也不具备创造性。
8.权利要求9请求保护一种吸油烟机运行状态实时监测的装置，其中所限定的产品结构特征与权利要求1所限定的方法特征一一对应，因此，基于相同的理由，权利要求9相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9.从属权利要求10-16与从属权利要求2-8的附加技术特征一一对应，因此，基于相同的理由，权利要求10-16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，权利要求1-16不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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