六面顶液压机健康监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及六面顶液压机监测领域，特别涉及一种六面顶液压机健康监测系统。
【背景技术】
[0002]六面顶液压机是合成超硬材料及其制品的超高压设备，主要应用于制造人造金刚石、立方氮化硼的单晶和聚晶，以及合成聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼复合片等超硬材料领域的加工和生产，工作压力高达lOOMPa。在液压机工作过程中，其液压驱动件(活塞、柱塞)换向和卸压产生的冲击，影响设备的正常工作，如此长时间、有规律的往复循环施加荷载，极易使六面顶液压机应力集中点(如铰链梁、工作缸、吊耳应力承载关键点)的疲劳损伤，严重时将产生裂纹，甚至直接引起设备故障，造成人身伤亡和经济损失。因此，进行六面顶液压机作业过程中应力集中点的实时健康监测，正确有效地揭示潜在故障的发生、发展，可以为维修管理提供准确、可靠的依据。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术不具备在线监测和即时保护能力、难以满足智能六面顶液压机健康监测可靠性要求的缺陷，而提供一种检测精度高、效率高、具备在线监测和即时保护能力、能满足智能六面顶液压机健康监测可靠性要求的六面顶液压机健康监测系统。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种六面顶液压机健康监测系统，包括:电源管理模块、与电源管理模块连接的信号处理模块和与信号处理模块连接的远程监测模块;其中:
[0006]电源管理模块由工业交流电提供电源，通过电源转模块和电压基准源转换，得到稳定可靠的电路电压为信号处理模块供电；
[0007]信号处理模块包括微处理器和分别与微处理器连接的应变检测模块、信号调理模块、存储模块和无线数据传输模块;应变检测模块与信号调理模块连接，应变检测模块包括相连接的应变采集片、桥式补偿电路、电子开关;信号调理模块包括相连接的通道放大器、滤波器及A/D转换器；
[0008]远程监测模块包括上位机软件、显示器、存储器和打印机。
[0009]所述桥式补偿电路为温度补偿片、高精度低温漂电阻以及多个应变片并联而成的工作应变片连接组成的单臂半桥电路;工作应变片的每个应变片与所述电子开关连接，构成多通道微弱应变信号采集区，由电子开关控制每个通道的工作状态，每个多通道微弱应变信号采集区由电压基准源通过三极管扩流后的电量作为供桥电源，并且焊接在由35GrMo制成厚度在0.2?3mm的应变采集片上。
[0010]所述应变采集片由与六面顶液压机相同材质35GrMo制成，厚度0.2?3mm，贴设在六面顶液压机应力集中位置，随六面顶液压机应力集中区发生相应应变。
[0011]所述电压基准源与桥式补偿电路输入端通过三极管扩流连接;桥式补偿电路各工作应变片与电子开关输入端通过线路连接；电子开关输出端通过微处理器I/O口与通道放大器、滤波器、A/D转换器顺序连接。
[0012]所述微处理器与应变检测模块、信号调理模块、存储模块以及无线数据传输模块通过线路连接；
[0013]所述应变检测模块通过所述应变采集片贴在六面顶液压机应力集中位置;电源管理模块与信号处理模块通过线路连接，远程监测模块与信号处理模块通过无线数据传输模块通信。
[0014]所述微处理器选用单片机，存储模块选用SD卡，显示器选用LCD显示器，电压基准源采用MAX6175，无线数据传输模块采用GPRS模块，电子开关采用⑶4053，通道放大器采用精密仪表运放INA114，滤波器采用RC滤波器，A/D转换器采用多通道、高精度24位AD7710转换芯片。
[0015]本发明的六面顶液压机健康监测方法及系统，具有以下有益效果:能够精确、快速获取微弱应变信号的数据，具备在线监测、实时显示记录设备使用状况、预测实际工况中设备疲劳寿命、在线发送反馈信号以及为设备研发单位提供由于使用者频繁过载、高频率使用设备而造成设备损坏要求研发单位赔偿相关损失的依据，有效避免研发单位的额外损失。
【附图说明】
[0016]图1为本发明六面顶液压机健康监测系统一个实施例中系统结构示意图；
[0017]图2为所述实施例中应变采集片结构图；
[0018]图3为所述实施例中应变检测模块具体结构示意图；
[0019]图4为所述实施例中方法流程图。
[0020]图中，1.电源管理模块2.信号处理模块3.远程监测模块4.工业交流电5.电压转换模块6.电压基准源7.应变检测模块8.信号调理模块9.微处理器10.存储模块
11.无线数据传输模块12.上位机软件13.显示器14.存储器15.打印机16.电子开关17.通道放大器18.滤波器19.A/D转换器20.应变采集片21.桥式补偿电路；
[0021 ] 1?n区:多通道微弱应变信号采集区；
[0022]Rii ?Rm、Ri2 ?Rn2、Ri3 ?Rn3、Ri4 ?Rru:工作应变片；
[0023]R2:温度补偿片R3、R4:高精度低温漂电阻Re:发射极电阻；
[0024]U:电桥输入电压Uo:电桥输出电压。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]在本发明六面顶液压机健康监测方法及系统实施例中，其六面顶液压机健康监测系统的结构示意图如图1所示。图1中，该六面顶液压机健康监测系统包括:电源管理模块1、信号处理模块2、远程监测模块3;电源管理模块1由工业交流电4提供电源，通过电源转模块5和电压基准源6转换，得到稳定可靠的电路电压为信号处理模块2供电；信号处理模块2包括应变检测模块7、信号调理模块8、微处理器9、存储模块10和无线数据传输模块11;应变检测模块7包括应变采集片20、桥式补偿电路21、电子开关16;信号调理模块8包括通道放大器17、滤波器18及A/D转换器19;远程监测模块3包括上位机软件12、显示器13、存储器14和打印机15。
[0027]所述电压基准源6与所述桥式补偿电路21输入端通过三极管扩流连接;所述桥式补偿电路21各工作应变片与所述电子开关16输入端通过线路连接;所述电子开关16输出端通过所述微处理器9的I/O 口顺序连接所述通道放大器17、滤波器18、A/D转换/19;所述微处理器9与所述应变检测模块7、信号调理模块8、存储模块10以及无线数据传输模块11通过线路连接;所述应变检测模块7通过所述应变采集片20贴在六面顶液压机应力集中位置;电源管理模块1与信号处理模块2通过线路连接，远程监测模块3与信号处理模块2通过所述无线数据传输模块11通信。
[0028]本实施例中，具体来讲，所述微处理器9选用单片机，存储模块10选用SD卡，无线数据传输模块11选用GPRS模块，显示器13选用LCD显示器，电压基准源6采用MAX6175，电子开关16采用CD4053，通道放大器17采用INA114，滤波器18采用RC滤波器，A/D转换器19采用多通道、高精度24位AD7799转换芯片。
[0029]本实施例中，具体来讲，在图2和图3中，所述桥式补偿电路21为温度补偿片R2、高精度低温漂电阻R3、R4以及多个应变片并联而成的工作应变片连接组成的单臂半桥电路。所述工作应变片的每个应变片与所述电子开关16连接，构成多通道微弱应变信号采集区1?η区，由所述电子开关16控制每个通道的工作状态。每个多通道微弱应