[發明專利]一種用于脹管過程中的異常壓力監測系統和方法

有效

• 申請號: 201811555738.9
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109482753B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 朱海平;馬雷博;李曉濤;何非;張聰;扆書樵;李朝暉;金炯華;吳淑敏;倪明堂;張衛平;黃培
• 申請（專利權）人: 廣東省智能機器人研究院
• 主分類號: B21D39/20
• 分類號: B21D39/20;B21C51/00;B21D55/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;楊桂洋

1.一種用于脹管過程中的異常壓力監測系統，所述系統包括：具有壓力檢測功能的接收器，設置在單根U型銅管底部，用于測量單根U型銅管所承受的壓力值；信號處理模塊，用于將傳感器輸出信號進行精密放大，將力學量轉換為標準電壓信號，內置在工控機中；異常壓力識別模塊，用于識別脹管過程中壓力峰值時刻單根U型銅管承受的異常壓力值；故障報警與可視化模塊，由工控機顯示屏、LED三色燈和蜂鳴器組成，工控機顯示屏用于顯示壓力檢測數據和檢測結果，LED三色燈用于展示壓力檢測數據合格狀態，蜂鳴器用于壓力檢測數據異常時進行報警；接收器、信號處理模塊、異常壓力識別模塊、故障報警與可視化模塊依次通訊連接，所述接收器內置有壓力傳感器，該壓力傳感器量程為0-2000N，最小識別精度為0.5N，所述信號處理模塊包括信號放大器和多功能信號采集設備，信號放大器用于接收并放大接收器傳送過來的信號數據，將力學量轉換為標準電壓信號，再由多功能信號采集設備采集壓力信號的大小，并存儲在工控機中，其特征在于，所述異常壓力識別模塊，接收從信號處理模塊發送過來的壓力信號，首先利用離散小波變換對壓力信號進行去噪,根據噪聲與信號在不同頻帶上的小波分解系數具有不同強度分布的特點，將各頻帶上的噪聲對應的小波系數去除，保留原始壓力信號的小波分解系數，然后對處理后的小波分解系數進行小波重構，得到純凈信號；

脹管設備設置脹喇叭口階段最大壓力持續時間段，截取脹喇叭口階段最大壓力持續時間段中的壓力曲線，為脹喇叭口階段最大壓力持續時間段的壓力設置最大閾值和最小閾值；加工過程中自動識別和截取脹喇叭口階段最大壓力持續時間段的壓力數據，異常壓力識別模塊根據閾值范圍輸出偏大、偏小、正常三種壓力狀態，其中偏大狀態為壓力值大于最大閾值的壓力，偏小為壓力值小于最小閾值的壓力，正常為位于最大閾值和最小閾值之間的壓力，等于最大閾值和等于最小閾值的壓力數值也劃分為正常狀態。

2.根據權利要求1所述的用于脹管過程中的異常壓力監測系統，其特征在于，所述故障報警與可視化模塊中，LED三色燈用于展示壓力檢測數據合格狀態具體為：若壓力數據在正常狀態，工控機顯示屏的可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為綠色，LED綠燈亮；若壓力數據為偏小狀態，工控機顯示屏的可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為黃色，LED黃燈亮，并且蜂鳴器報警；若壓力數據為偏大狀態，則工控機顯示屏的可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為紅色，LED紅燈亮，并且蜂鳴器報警。

3.一種根據權利要求1或2所述的用于脹管過程中的異常壓力監測系統的監測方法，包括以下步驟：

步驟1：將具有壓力檢測功能的接收器布置在脹管機的動力座上且位于單根U型銅管底部，一個接收器對應一根U型銅管，用以檢測單根U型銅管壓力變化；

步驟2：壓力信號采集，接收器將接收到的壓力信號發送給信號處理模塊，信號處理模塊對壓力信號進行采集，采集頻率設為1000-2000HZ，脹管機動力座下降時開始采集信號，動力座退回至最高點時為一次完整加工信號，同型號產品單次加工時間相同；

步驟3：利用離散小波變換對采集到的信號進行信號去噪，自動識別和截取脹喇叭口階段最大壓力持續時間段的壓力數據，根據設定的閾值范圍輸出偏大、偏小、正常三種壓力狀態；

步驟4：若壓力數據在正常狀態，工控機顯示屏可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為綠色，LED綠燈亮；若壓力數據為偏小狀態，則工控機顯示屏可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為黃色，LED黃燈亮，并且蜂鳴器報警；若壓力數據為偏大狀態，則工控機顯示屏可視化界面中對應位置的傳感器圖標顯示為紅色，LED紅燈亮，并且蜂鳴器報警。