六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及六面頂液壓機(jī)監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]六面頂液壓機(jī)是合成超硬材料及其制品的超高壓設(shè)備，主要應(yīng)用于制造人造金剛石、立方氮化硼的單晶和聚晶，以及合成聚晶金剛石、聚晶立方氮化硼復(fù)合片等超硬材料領(lǐng)域的加工和生產(chǎn)，工作壓力高達(dá)lOOMPa。在液壓機(jī)工作過程中，其液壓驅(qū)動件(活塞、柱塞)換向和卸壓產(chǎn)生的沖擊，影響設(shè)備的正常工作，如此長時間、有規(guī)律的往復(fù)循環(huán)施加荷載，極易使六面頂液壓機(jī)應(yīng)力集中點(如鉸鏈梁、工作缸、吊耳應(yīng)力承載關(guān)鍵點)的疲勞損傷，嚴(yán)重時將產(chǎn)生裂紋，甚至直接引起設(shè)備故障，造成人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，進(jìn)行六面頂液壓機(jī)作業(yè)過程中應(yīng)力集中點的實時健康監(jiān)測，正確有效地揭示潛在故障的發(fā)生、發(fā)展，可以為維修管理提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)不具備在線監(jiān)測和即時保護(hù)能力、難以滿足智能六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測可靠性要求的缺陷，而提供一種檢測精度高、效率高、具備在線監(jiān)測和即時保護(hù)能力、能滿足智能六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測可靠性要求的六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)，包括:電源管理模塊、與電源管理模塊連接的信號處理模塊和與信號處理模塊連接的遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊;其中:
[0006]電源管理模塊由工業(yè)交流電提供電源，通過電源轉(zhuǎn)模塊和電壓基準(zhǔn)源轉(zhuǎn)換，得到穩(wěn)定可靠的電路電壓為信號處理模塊供電；
[0007]信號處理模塊包括微處理器和分別與微處理器連接的應(yīng)變檢測模塊、信號調(diào)理模塊、存儲模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊;應(yīng)變檢測模塊與信號調(diào)理模塊連接，應(yīng)變檢測模塊包括相連接的應(yīng)變采集片、橋式補(bǔ)償電路、電子開關(guān);信號調(diào)理模塊包括相連接的通道放大器、濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器；
[0008]遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊包括上位機(jī)軟件、顯示器、存儲器和打印機(jī)。
[0009]所述橋式補(bǔ)償電路為溫度補(bǔ)償片、高精度低溫漂電阻以及多個應(yīng)變片并聯(lián)而成的工作應(yīng)變片連接組成的單臂半橋電路;工作應(yīng)變片的每個應(yīng)變片與所述電子開關(guān)連接，構(gòu)成多通道微弱應(yīng)變信號采集區(qū)，由電子開關(guān)控制每個通道的工作狀態(tài)，每個多通道微弱應(yīng)變信號采集區(qū)由電壓基準(zhǔn)源通過三極管擴(kuò)流后的電量作為供橋電源，并且焊接在由35GrMo制成厚度在0.2?3mm的應(yīng)變采集片上。
[0010]所述應(yīng)變采集片由與六面頂液壓機(jī)相同材質(zhì)35GrMo制成，厚度0.2?3mm，貼設(shè)在六面頂液壓機(jī)應(yīng)力集中位置，隨六面頂液壓機(jī)應(yīng)力集中區(qū)發(fā)生相應(yīng)應(yīng)變。
[0011]所述電壓基準(zhǔn)源與橋式補(bǔ)償電路輸入端通過三極管擴(kuò)流連接;橋式補(bǔ)償電路各工作應(yīng)變片與電子開關(guān)輸入端通過線路連接；電子開關(guān)輸出端通過微處理器I/O口與通道放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器順序連接。
[0012]所述微處理器與應(yīng)變檢測模塊、信號調(diào)理模塊、存儲模塊以及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊通過線路連接；
[0013]所述應(yīng)變檢測模塊通過所述應(yīng)變采集片貼在六面頂液壓機(jī)應(yīng)力集中位置;電源管理模塊與信號處理模塊通過線路連接，遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊與信號處理模塊通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊通信。
[0014]所述微處理器選用單片機(jī)，存儲模塊選用SD卡，顯示器選用LCD顯示器，電壓基準(zhǔn)源采用MAX6175，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用GPRS模塊，電子開關(guān)采用⑶4053，通道放大器采用精密儀表運放INA114，濾波器采用RC濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器采用多通道、高精度24位AD7710轉(zhuǎn)換芯片。
[0015]本發(fā)明的六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果:能夠精確、快速獲取微弱應(yīng)變信號的數(shù)據(jù)，具備在線監(jiān)測、實時顯示記錄設(shè)備使用狀況、預(yù)測實際工況中設(shè)備疲勞壽命、在線發(fā)送反饋信號以及為設(shè)備研發(fā)單位提供由于使用者頻繁過載、高頻率使用設(shè)備而造成設(shè)備損壞要求研發(fā)單位賠償相關(guān)損失的依據(jù)，有效避免研發(fā)單位的額外損失。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)一個實施例中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為所述實施例中應(yīng)變采集片結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3為所述實施例中應(yīng)變檢測模塊具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為所述實施例中方法流程圖。
[0020]圖中，1.電源管理模塊2.信號處理模塊3.遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊4.工業(yè)交流電5.電壓轉(zhuǎn)換模塊6.電壓基準(zhǔn)源7.應(yīng)變檢測模塊8.信號調(diào)理模塊9.微處理器10.存儲模塊
11.無線數(shù)據(jù)傳輸模塊12.上位機(jī)軟件13.顯示器14.存儲器15.打印機(jī)16.電子開關(guān)17.通道放大器18.濾波器19.A/D轉(zhuǎn)換器20.應(yīng)變采集片21.橋式補(bǔ)償電路；
[0021 ] 1?n區(qū):多通道微弱應(yīng)變信號采集區(qū)；
[0022]Rii ?Rm、Ri2 ?Rn2、Ri3 ?Rn3、Ri4 ?Rru:工作應(yīng)變片；
[0023]R2:溫度補(bǔ)償片R3、R4:高精度低溫漂電阻Re:發(fā)射極電阻；
[0024]U:電橋輸入電壓Uo:電橋輸出電壓。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]在本發(fā)明六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測方法及系統(tǒng)實施例中，其六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該六面頂液壓機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)包括:電源管理模塊1、信號處理模塊2、遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊3;電源管理模塊1由工業(yè)交流電4提供電源，通過電源轉(zhuǎn)模塊5和電壓基準(zhǔn)源6轉(zhuǎn)換，得到穩(wěn)定可靠的電路電壓為信號處理模塊2供電；信號處理模塊2包括應(yīng)變檢測模塊7、信號調(diào)理模塊8、微處理器9、存儲模塊10和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11;應(yīng)變檢測模塊7包括應(yīng)變采集片20、橋式補(bǔ)償電路21、電子開關(guān)16;信號調(diào)理模塊8包括通道放大器17、濾波器18及A/D轉(zhuǎn)換器19;遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊3包括上位機(jī)軟件12、顯示器13、存儲器14和打印機(jī)15。
[0027]所述電壓基準(zhǔn)源6與所述橋式補(bǔ)償電路21輸入端通過三極管擴(kuò)流連接;所述橋式補(bǔ)償電路21各工作應(yīng)變片與所述電子開關(guān)16輸入端通過線路連接;所述電子開關(guān)16輸出端通過所述微處理器9的I/O 口順序連接所述通道放大器17、濾波器18、A/D轉(zhuǎn)換/19;所述微處理器9與所述應(yīng)變檢測模塊7、信號調(diào)理模塊8、存儲模塊10以及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11通過線路連接;所述應(yīng)變檢測模塊7通過所述應(yīng)變采集片20貼在六面頂液壓機(jī)應(yīng)力集中位置;電源管理模塊1與信號處理模塊2通過線路連接，遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊3與信號處理模塊2通過所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11通信。
[0028]本實施例中，具體來講，所述微處理器9選用單片機(jī)，存儲模塊10選用SD卡，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11選用GPRS模塊，顯示器13選用LCD顯示器，電壓基準(zhǔn)源6采用MAX6175，電子開關(guān)16采用CD4053，通道放大器17采用INA114，濾波器18采用RC濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器19采用多通道、高精度24位AD7799轉(zhuǎn)換芯片。
[0029]本實施例中，具體來講，在圖2和圖3中，所述橋式補(bǔ)償電路21為溫度補(bǔ)償片R2、高精度低溫漂電阻R3、R4以及多個應(yīng)變片并聯(lián)而成的工作應(yīng)變片連接組成的單臂半橋電路。所述工作應(yīng)變片的每個應(yīng)變片與所述電子開關(guān)16連接，構(gòu)成多通道微弱應(yīng)變信號采集區(qū)1?η區(qū)，由所述電子開關(guān)16控制每個通道的工作狀態(tài)。每個多通道微弱應(yīng)