[发明专利]基于声发射信号的刀具磨损无线智能检测装置

权利要求书

1.基于声发射信号的刀具磨损无线智能检测装置，特征在于，包括：铣床（1）、铣刀（2）、工件（3）、声发射传感器（4）、嵌入式信号采集模块（5）、嵌入式信号传输模块（6）和具有数据处理和无线接收的PC端（7）；所述的声发射传感器（4）粘贴到加工工件（3）上，用于采集铣床（1）上的铣刀（2）加工工件（3）所产生的微弱的声发射信号，声发射传感器输出端连接到主板（8）上，主板（8）上有嵌入式信号采集模块（5）和嵌入式信号传输模块（6），嵌入式信号采集模块（5）嵌入式信号传输模块（6）相连接，信号通过无线信号把数据传输到具有数据处理和无线接收的PC端（7）上。

2.根据权利要求1所述的嵌入式信号采集模块（5）和所述的嵌入式信号传输模块（6），特征在于，所述的嵌入式信号采集模块（5）和嵌入式信号传输模块（6）都采用STM32F系列芯片具有丰富和强大的外设管理功能，功耗控制能力强以及处理速度快。

3.根据权利要求2所述的嵌入式信号采集模块5和所述的嵌入式信号传输模块（6），其特征在于，所述的嵌入式信号采集模块（5）包括信号前置放大器（51）、信号滤波器（52）、时钟模块（53）、SD卡（54）、ADC采集模块（55）和装置复位模块（56）；所述的嵌入式信号传输模块（6）包括USART接口（61）、指示灯模块（62）、无线及接口模块（63）和电源模块（64）；信号前置放大器（51）的输出端连接信号滤波器（52）的输入端，信号滤波器输出信号通过心痛复位模块（56）、时钟模块（53）和ADC采集模块（55）对信号进行转换处理，处理后的信号数据存储到SD卡（54）中；通过USART接口（61）和无线及接口模块（63）进行无线通信来传输储存在SD卡（54）的信号数据，同时具有数据处理和无线接收的PC端（7）接受无线传输的信号数据，通过PC端显示；所述的电源模块（64）采用电池供电为整个主板（8）进行供电；所述的指示灯模块（62）显示整个装置是否正常工作。

4.根据权利要求1所述的基于声发射信号的刀具磨损无线智能检测装置的声发信号比较微弱，因此根据权利要求2所述的信号前置放大器（51）对信号进行放大、降低噪声干扰，所述的信号前置放大器（51），特征在于：所述的信号前置放大器（51）的电路设计考虑弗里斯公式和电阻匹配公式的同时，采用三级放大和级间反馈的形式，从而保证降低噪声、带宽、适当的级联形式以及反馈和稳定的放大倍数；将所述的信号前置放大器（51）的输出信号经过所述的信号滤波器（52）进行处理，所述的信号滤波器（52），特征在于：采用了高通巴特沃斯型滤波器，保证过滤集中在10KHZ以下的噪声频率和所述的信号前置放大器（51）自身产生的集中在1MHZ以上的频率，从而采集声发射信号最高的有效频率250KHZ。

5.根据权利要求3所述的嵌入式信号传输模块（6）采用C/S通讯方式，并且采用定时发送数据和接收控制端命令传送数据，大数据采集时可以采用循环的工作方式；所述嵌入式信号传输模块（6）以EMW3162软件库为平台开发无线网络程序，该软件集成了WIFI协议和TCP/IP协议栈，方便调用软件库功能和开发程序。

6.根据权利要求3所述的具有数据处理和无线接收的PC端（7），特征在于，能够对所述的嵌入式信号采集模块（5）和所述的嵌入式信号传输模块（6）进行功能控制包括控制无线传输装置功耗的睡眠模式、待机模式，停止模式和控制装置的数据采集、设置采样频率，对声发射信号初步处理，将数据储存到硬盘当中，供数据提取和信号的进一步分析，从而判定刀具磨损状态。