字信号进行调制、解调。
[0050]利用伪随机编码后，可以同时保留窄脉冲和宽脉冲定位，且其互相关性也优异，可以保证良好的多目标正交性。利用这种特性，使得多径信号可分，并从中选出能量最大的分量作为界面边缘反射信号，实现齿板厚度测量，增强了系统稳定性。同时又可以利用多目标码序列区分，实现多监测装置同时发出超声测量信号，且其互相之间信号不受干扰，同时对同一齿板多个区域进行厚度测量。
[0051]如图1所示，本发明的颚式破碎机齿板磨损检测传感器由超声波探头和底座两个部分组成。其中底座中含有电子线路板，并与超声波探头连接形成完整的一套传感器。电子部分包括有主控单元，发射模块，接收模块，超声传感器，RS485模块及电源模块。
[0052]主控单元采用高性能MCU作为数据计算、处理中心。M⑶计算单元产生经过伪随机正交扩频编波形数据Q，通过内部DAC将波形数据通过1 口转换成电平波形，输出到发射模块。同时MCU通过ADC采集接收模块处理过的电平信号，将其数字化形成接收波形数据。如图2所示，MCU计算单元采用下变频算法对接收波形数据进行处理取得波形数据A，此操作主要减少相关波形描述数据量，增快后续算法运算速度。接着采用离散傅立叶算法将时域的波形数据A转换成频域数据块B，对频域数据块B带通滤波，将其他无关频段数据滤除得到数据C。将数据C与发送的伪随机正交扩频编波形频域数据Q相乘获得数据D，对数据D采用反散傅立叶算法处理得到信号到达时间图E，采用波峰检测算法取峰值最大与第二大的信号的到达时间，并计算其之间的时间差，通过公式S = S1-V^t/2计算出齿板磨损量。
[0053]信号发射模块主要实现低通滤波与信号放大，MCU的DAC模块输出1口输出的电平波形经过低通滤波使之DAC输出的锯齿波形滤除高频噪声形成平滑的电平信号，信号放大使之能够足以驱动超声波探头发出足够分贝的探测超声波。如图3所示:I为低通滤波和信号放大电路，I1、III为超声波探头驱动电路。
[0054]接收模块主要实现高通滤波与信号放大，高通滤波主要滤除现场设备工作造成的各种低频噪声，由于普通情况下颚破主要工作在50Hz频率，其产生的噪声频率与超声探测频率相差较大，高通滤波能产生较好的效果。信号放大主要将高通滤波后的电平信号进行放大，使其足以被MCU的ADC模块精确采样。如图4所示:1V为高通滤波与信号放大电路。
[0055]电源模块主要实现外部电源转化，提供装置中的各个部件运行的能量需求。RS485模块实现RS485电平与UART电平的转换，实现装置与上位间通讯的物理链路。
[0056]本发明的颚式破碎机齿板磨损检测传感器3通过固定件螺丝4，5固定在固定板2上，齿板I固定安装在固定板2上，固定板2的轴向上设有开孔，让超声波探头穿过固定板2顶住齿板I。超声波探头与齿板I间采用柔性胶状物7填充，使探测超声波能够以最小的衰减注入齿板。装置的电源及通讯线8连接到上位机，上位机通过RS485总线对齿板初始厚度进行设置，并读取装置中的齿板磨损量，实现颚式破碎机齿板磨损量监控。
[0057]本发明的颚式破碎机齿板磨损检测传感器不会随着齿板的磨损而损坏，可重复使用。其安装简单，对原颚式破碎机设备改造少，可以在安装多个装置监测齿板不同位置的磨损情况。
[0058]上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，本领域的普通技术人员可以理解，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种颚式破碎机齿板磨损检测传感器，其特征在于，包括超声波探头、主控单元、信号发射模块和信号接收模块;所述超声波探头分别与所述信号发射模块、信号接收模块相连接，用于向齿板发送超声信号或接收反馈信号； 所述主控单元用于 生成经过伪随机正交扩频编码的波形数据； 将所述波形数据转变为电平波形，并输出到所述信号发射模块； 采集所述信号接收模块处理过的电平信号，并将其数字化，形成接收波形数据； 计算齿板磨损度。2.根据权利要求1所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器，其特征在于，所述信号发射模块包括低通滤波放大电路和超声波探头驱动电路。3.根据权利要求2所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器，其特征在于，所述超声波探头驱动电路包括NPN三极管和PNP三极管； 所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极相连接，所述NPN三极管的发射极与所述PNP三极管的发射极相连接，所述PNP三极管的集电极接地。4.根据权利要求1所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器，其特征在于，所述信号接收模块包括高通滤波放大电路。5.根据权利要求1所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述主控单元相连接。6.—种颚式破碎机，其特征在于，包括齿板、固定板以及权利要求1至5中任意一项所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器； 所述齿板固定安装于所述固定板上，所述固定板轴上设有通孔，所述颚式破碎机齿板磨损检测传感器通过固定件设于所述通孔中，且所述超声波探头紧贴所述齿板。7.根据权利要求6所述的颚式破碎机，其特征在于，所述超声波探头与所述齿板之间填充有柔性胶状物。8.根据权利要求6所述的颚式破碎机，其特征在于，所述固定件为螺丝。9.根据权利要求6所述的颚式破碎机，其特征在于，还包括报警单元； 所述齿板磨损度大于预设的磨损参数后，所述主控单元控制所述报警单元发出报警。10.一种颚式破碎机齿板磨损检测方法，其特征在于，包括以下步骤: S0、准备权利要求6至9中任意一项所述的颚式破碎机，或将权利要求1至5中任意一项所述的颚式破碎机齿板磨损检测传感器安装于齿板连接板上，且所述超声波探头穿过所述连接板，顶在齿板上； S1、生成经过伪随机正交扩频编码的波形数据； S2、将所述波形数据转换成电平波形，输出到发射模块； S3、所述主控单元接收所述采集接收模块处理过的电平信号，将其数字化，形成接收波形数据； S4、所述主控单元对所述接收波形数据进行变频处理，得到波形数据A; S5、将时域的波形数据A转换成频域数据块B; S6、对所述频域数据块B经行带通滤波，将无关频段数据滤除得到数据Q; S7、将数据Q与发送的伪随机正交扩频编波形频域数据Q相乘获得数据D;S8、所述数据D采用反散傅立叶算法处理得到信号到达时间图E;S9、根据所述信号到达时间图E中的到达时间峰值，计算之间的时间差；SlO、根据所述时间差计算齿板的磨损量。
【专利摘要】本发明提供了一种颚式破碎机齿板磨损检测传感器以及颚式破碎机齿板磨损检测方法。该传感器安装于齿板固定板上，且超声波探头紧贴齿板，通过对齿板发送超声波信号和接收反射回来的反馈信号，实现齿板的厚度计算，进而计算出齿板的磨损情况。该传感器采用了正交扩频编码技术，连续发送一组窄脉冲，拉长时间总长度，使得脉冲组总能量增加，从而成倍提高超声波抗干扰能力，采用超声波扩频编码技术采用了一种自相关特性优异的编码方式，当码相位对齐时，还原出宽脉冲，当码相位不对齐时，只得到噪声，同样有效地提高超声波抗干扰能力。
【IPC分类】B02C23/00, G01B17/00, B02C1/02
【公开号】CN105651213
【申请号】
【发明人】董斌, 于剑锋, 毛嘉, 鲁方林, 黄东波, 李超, 孔颖, 刘茜
【申请人】上海云统信息科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月30日