[发明专利]一种砂轮破碎状态预警识别装置及方法

说明书

本发明提供一种砂轮破碎状态预警识别装置及方法，装置包括依次相连的声发射传感器、前置放大器、信号处理器、A/D采集卡和控制器，声发射传感器首先采集待检测砂轮回转过程中的声发射信号，声发射信号经过前置放大器、信号处理器、A/D采集卡预处理后输入控制器中，并在控制器中进行数字滤波处理；然后控制器将经过滤波后的信号按等长的时间窗进行时域分段处理，并计算每个时间窗内的信号幅值和能量值，接着将当前时间窗内的信号幅值和能量值与设定好的比较阈值H₀和进行比较，判断砂轮的状态。本发明能够检测识别砂轮裂纹成核状态，并对砂轮破碎提前做出判断和预警，极大地提高检测的灵敏度。

技术领域

本发明涉及砂轮制造与应用技术，尤其涉及一种砂轮破碎状态预警识别装置及方法。

背景技术

砂轮是硬脆性复合材料，砂轮的内在质量如应力扩展、裂纹成核等，关系到砂轮使用的安全性，尤其对于高速、超高速磨削，砂轮破碎和断裂会造成严重的财物损失和人身伤害。回转强度是各种砂轮最重要的一项技术参数，为此，国内外对砂轮回转强度的检测均制定了强制性检验标准，砂轮出厂前务必对其进行规定的检验转速检测，并在检验转速到达后维持规定的时间。同时，为了全面了解砂轮的高速回转性能，砂轮制造商通常会定期随机抽检砂轮回转破碎时的最高速度，以检测其回转强度。

砂轮回转强度的检测是在密闭环境中，在专用砂轮回转强度试验机上进行的。目前采用的砂轮破碎状态检测识别方法主要有以下三种：振动检测、光电检测和音量检测。振动检测是利用加速度传感器检测砂轮破碎时砂轮防护腔体振动状态的变化来判断砂轮是否出现破碎，这种方法要求砂轮破碎时，防护腔体由于受到冲击而产生的振动必须远远大于腔体的正常振动及设备自身共振产生的振动，但是，某些砂轮，如超硬材料砂轮，破碎时一般为局部工作层破碎，其碎块很小，对回转强度试验机防护腔体的冲击力有限，导致这种方法无法准确检测到小碎块的破碎状态；光电检测是利用光电传感器检测被检砂轮形状的完整性来判断识别砂轮是否破碎，这种方法要求被检砂轮具有较好的反光性，且要求砂轮的破碎必须为整体破碎，造成这种检测方法具有一定的局限性；音量检测是利用音量传感器检测砂轮破碎时砂轮防护腔体由于受到冲击而产生的 噪音信号来判断砂轮是否破碎，这种方法容易受到外部噪声的干扰，所以这种方法应用时需要保证特定的工作环境和条件。同时，这三种检测方法均在砂轮破碎后对砂轮破碎状态进行事后判断，且灵敏度低，在检测过程中存在一定的时间滞后，易造成较大破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砂轮破碎状态预警识别装置及方法，能够检测识别砂轮裂纹成核状态，并对砂轮破碎提前做出判断和预警，极大地提高检测的灵敏度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种砂轮破碎状态预警识别装置，包括依次相连的声发射传感器、前置放大器、信号处理器、A/D采集卡和控制器，所述声发射传感器、前置放大器、信号处理器、A/D采集卡和控制器之间通过信号传输线相连，所述声发射传感器用于采集砂轮回转过程中的声发射信号，并输出模拟电压信号给前置放大器，所述前置放大器用于对采集到的信号进行放大，并将放大后的信号输出给信号处理器，所述信号处理器内设置有模拟滤波器，用于滤除或减弱噪声信号，并将滤波后的信号输出给A/D采集卡，所述A/D采集卡用于将采集到的模拟信号转换为数字信号，并输出给控制器，所述控制器用于对输入信号进行相关特征参数的分析计算，判断砂轮是否出现破碎，控制器内还设置有数字滤波器，用于对A/D采集卡输出的信号进行数字滤波处理；