[發明專利]基于聲發射信號的刀具磨損無線智能檢測裝置

在審

• 申請號: 201610002595.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN106944877A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 隋秀凜;張世光;葛江華;王亞萍;陳曉奇;陳云壯;廉沖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于聲發射信號的刀具磨損無線智能檢測裝置，特征在于，包括：銑床（1）、銑刀（2）、工件（3）、聲發射傳感器（4）、嵌入式信號采集模塊（5）、嵌入式信號傳輸模塊（6）和具有數據處理和無線接收的PC端（7）；所述的聲發射傳感器（4）粘貼到加工工件（3）上，用于采集銑床（1）上的銑刀（2）加工工件（3）所產生的微弱的聲發射信號，聲發射傳感器輸出端連接到主板（8）上，主板（8）上有嵌入式信號采集模塊（5）和嵌入式信號傳輸模塊（6），嵌入式信號采集模塊（5）嵌入式信號傳輸模塊（6）相連接，信號通過無線信號把數據傳輸到具有數據處理和無線接收的PC端（7）上。

2.根據權利要求1所述的嵌入式信號采集模塊（5）和所述的嵌入式信號傳輸模塊（6），特征在于，所述的嵌入式信號采集模塊（5）和嵌入式信號傳輸模塊（6）都采用STM32F系列芯片具有豐富和強大的外設管理功能，功耗控制能力強以及處理速度快。

3.根據權利要求2所述的嵌入式信號采集模塊5和所述的嵌入式信號傳輸模塊（6），其特征在于，所述的嵌入式信號采集模塊（5）包括信號前置放大器（51）、信號濾波器（52）、時鐘模塊（53）、SD卡（54）、ADC采集模塊（55）和裝置復位模塊（56）；所述的嵌入式信號傳輸模塊（6）包括USART接口（61）、指示燈模塊（62）、無線及接口模塊（63）和電源模塊（64）；信號前置放大器（51）的輸出端連接信號濾波器（52）的輸入端，信號濾波器輸出信號通過心痛復位模塊（56）、時鐘模塊（53）和ADC采集模塊（55）對信號進行轉換處理，處理后的信號數據存儲到SD卡（54）中；通過USART接口（61）和無線及接口模塊（63）進行無線通信來傳輸儲存在SD卡（54）的信號數據，同時具有數據處理和無線接收的PC端（7）接受無線傳輸的信號數據，通過PC端顯示；所述的電源模塊（64）采用電池供電為整個主板（8）進行供電；所述的指示燈模塊（62）顯示整個裝置是否正常工作。

4.根據權利要求1所述的基于聲發射信號的刀具磨損無線智能檢測裝置的聲發信號比較微弱，因此根據權利要求2所述的信號前置放大器（51）對信號進行放大、降低噪聲干擾，所述的信號前置放大器（51），特征在于：所述的信號前置放大器（51）的電路設計考慮弗里斯公式和電阻匹配公式的同時，采用三級放大和級間反饋的形式，從而保證降低噪聲、帶寬、適當的級聯形式以及反饋和穩定的放大倍數；將所述的信號前置放大器（51）的輸出信號經過所述的信號濾波器（52）進行處理，所述的信號濾波器（52），特征在于：采用了高通巴特沃斯型濾波器，保證過濾集中在10KHZ以下的噪聲頻率和所述的信號前置放大器（51）自身產生的集中在1MHZ以上的頻率，從而采集聲發射信號最高的有效頻率250KHZ。

5.根據權利要求3所述的嵌入式信號傳輸模塊（6）采用C/S通訊方式，并且采用定時發送數據和接收控制端命令傳送數據，大數據采集時可以采用循環的工作方式；所述嵌入式信號傳輸模塊（6）以EMW3162軟件庫為平臺開發無線網絡程序，該軟件集成了WIFI協議和TCP/IP協議棧，方便調用軟件庫功能和開發程序。

6.根據權利要求3所述的具有數據處理和無線接收的PC端（7），特征在于，能夠對所述的嵌入式信號采集模塊（5）和所述的嵌入式信號傳輸模塊（6）進行功能控制包括控制無線傳輸裝置功耗的睡眠模式、待機模式，停止模式和控制裝置的數據采集、設置采樣頻率，對聲發射信號初步處理，將數據儲存到硬盤當中，供數據提取和信號的進一步分析，從而判定刀具磨損狀態。