[發明專利]基于聲發射信號的金剛石壓機頂錘裂紋在線檢測方法

有效

• 申請號: 201611110291.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106770675B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 杜文遼;王宏超;孟凡念;趙峰;岳磊;王良文;李安生;李浩;劉成良
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G06K9/62
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 馬鵬鷂

本發明提出一種新的金剛石壓機頂錘裂紋在線檢測新方法。利用回溯搜索優化算法(BSA)方法對支持向量機模型參數進行優化選擇，避免了參數選擇的盲目性；K?SPWVD方法的應用，既利用模板匹配方法和K?S檢驗，避免對每個待檢測信號均進行復雜的時頻分析，提高了算法的效率，又充分利用了平滑偽維格納?威利分布良好的時頻分析性能。該方法準確性高，運算速度快，有利于金剛石壓機頂錘裂紋的在線檢測。

技術領域

本發明涉及硬質合金缺陷檢測領域，具體涉及一種基于聲發射信號的金剛石壓機頂錘裂紋在線檢測方法。

背景技術

人造金剛石硬度高、耐磨性好，可廣泛用于切削、磨削、鉆探等機械加工行業和半導體等電子工業。我國人造金剛石產量居世界第一位，主要應用六面頂壓機進行生產制作。金剛石壓機頂錘是由硬質合金材料合成，屬于脆性材料，在高溫高壓環境下，易產生裂紋。如果不及時檢測出裂紋，往往造成塌錘事故，給企業帶來巨大的經濟損失。

傳統的金剛石壓機頂錘裂紋檢測方法主要有兩種，一種是人工利用鋸條在錘面劃過，通過檢修師的感官經驗判斷是否出現裂紋。這種方法要求停機拆卸，不僅效率低，而且對人工的經驗依賴性強；另一種方法是檢測金剛石壓機頂錘工作狀況下的電阻率，往往容易受到惡劣 工作環境的影響，電阻率測量誤差大，裂紋檢測準確率低。

為了對本專利申請的技術背景做更深入的了解，發明人對關于聲發射信號對物體細微缺陷檢測的專利情況進行了檢索。

在中國專利中有申請號為201010259859.6，名稱為一種金屬拉深件微小裂紋沖擊性信號的識別方法的發明專利，該方法先采用聲發射傳感器對金屬拉深件微小裂紋聲發射沖擊性信號進行采集，對采集的信號進行預處理，將預處理的信號輸入計算機中，再進行小波包分析，對小波包分解后的不同頻段的數據進行重構，采用時間序列的方法對去噪后的聲發射信號進行時序分析，建立時序模型，最后在計算機中結合模糊綜合評判方法與最大隸屬度原則實現對金屬拉深件的狀態辨別。

另外中國專利中還有申請號為201510271094.0，名稱為一種使用聲發射信號能量特征值預測脆性材料臨界失穩的方法，其步驟為：①在待監測脆性材料上安裝聲發射傳感器，采集聲發射信號；②根據聲發射信號的波形特征選取小波基；③對聲發射信號進行1級小波包分解，分解成低頻段信號和高頻段信號；④分別計算低頻段信號和高頻段信號的能量特征值P1 和P2；⑤分別繪制低頻段信號的能量特征值P1和高頻段信號的能量特征值P2的統計圖；⑥根據P1和P2的變化狀態判斷待監測脆性材料是否處于臨界失穩狀態。

上述兩個專利中對獲取到的信號數據的處理過程并沒有建立智能識別的模式，沒有自我學習的能力，其適用范圍有限，對于金剛石壓機頂錘來說，其在線檢測過程中數據量大，上述兩種專利方法，在數據量大的情況下其反應速度必然有局限性，不能夠及時判斷危險情況，難以直接借鑒使用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于聲發射信號的金剛石壓機頂錘裂紋檢測方法。

為達到發明目的，本發明的技術方案是：

一種基于聲發射信號的金剛石壓機頂錘裂紋在線檢測方法，其特征在于，綜合利用 BSA-SVM智能檢測方法和K-SPWVD時頻信號分析方法進行頂錘裂紋檢測，具體步驟如下：

第一部分檢測依據的建立

步驟1：在已知是否有裂紋的頂錘上安裝聲發射傳感器，首先對已知是否有裂紋的頂錘進行聲發射信號采集，通過電路對傳感器采集的信號進行預處理，將預處理后的信號輸入計算機；在計算機中對頂錘正常狀態下的聲發射信號和裂紋狀態下的聲發射信號進行收集；

步驟2：計算機對上述頂錘正常狀態下的聲發射信號和裂紋狀態下的聲發射信號，利用回溯搜索優化算法(BSA)對支持向量機模型(SVM)進行參數的優化和訓練，得到金剛石壓機頂錘裂紋智能檢測模型，該模型名詞定為：基于回溯搜索優化算法的支持向量機模型(BSA-SVM)；