专利名称：一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统及检测方法
技术领域：
本发明涉及石墨产品的内部裂纹检测，特别是一种石墨产品内部裂纹音频频谱检 测系统及检测方法。
背景技术：
目前石墨行业对石墨产品裂纹的检测都是靠质检员通过对产品目测及敲击声进 行判断该产品是否存在内部裂纹。外部裂纹主要靠目测，内部裂纹则靠检测员对产品进行 人工敲击，通过被测石墨的反馈声音，靠经验判断该被测石墨内部是否存在裂纹。
这样的检测手段存在一定的不可靠性1.质检员的经验是质检是否通过的关键因素，所以质检员的能力水平直接影响到产品 的检测结果。
2.人耳朵的听力范围是20Hz-20KHz，无法对所有的声音做出准确的分析，在嘈杂 的车间现场人耳能分辨的频率范围就更小了。
3.质检员敲击被测石墨的力度每次都不可能一样，这对声音的反馈大小及频率都 有很大的影响。
如果采用市面上射线或者超声波类的探伤设备进行内裂纹检测，存在危险大，操 作难，价格太昂贵等问题。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种准确率高、简单实用，成本低的 石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种石墨产品内部裂纹音频频谱检 测系统，它包括检测箱室、输送平台、伺服敲击单元，音频采集器，音频频谱处理单元和控制 台；所述的输送平台包括导轨和位于导轨上的托盘，导轨延伸检测箱室，伺服敲击单元包括 力矩伺服电机和与该力矩伺服电机连接并位于检测箱室内和被测石墨旁的敲击锤，音频采 集器位于检测箱室内，音频采集器与音频频谱处理单元连接，控制台上设有控制按钮，控制 台分别与输送平台和力矩伺服电机连接。
输送平台上设有感应式定位开关。
一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测方法，它包括以下步骤A、将被测石墨吊装在托盘上，启动控制按钮中的“进仓”按钮，导轨将被测石墨送入检 测箱室并固定位置，输送平台上有设有感应式定位开关，确保产品被停在正确位置；B、启动控制按钮中的“敲击”按钮，力矩伺服电机带动敲击锤，敲击被测石墨，力矩伺服 电机将按照设定的扭力值进行敲击，保证敲击在被测石墨上的扭力值的精确性和一致性， 该设定值操作员可调控；C、音频采集器对反馈音频进行采集，并将采集数据传送到音频频谱处理单元中，操作 员通过对此音频频谱曲线与目标曲线的对比，做出该被测石墨是否合格的判断，与目标曲线在同一趋势内的为合格产品；D、检测完毕，启动控制按钮中的“出仓”按钮，输送平台将被测石墨送到指定吊装位；E、目标音频频谱曲线的制定由质检员按照不同规格大小产品的合格样品进行实际检 测得出，并将目标参数保存在系统中，以便检测时对照。
本发明的优点在于1.能发出可控大小的敲击力，保证敲击在被测石墨上的力度的稳定性，从而保证了音 频反馈的可靠性。
2.将声音图像化，避免了人耳在不同环境下受干扰的不确定性。
3.质检员直接对图像图形进行判断，对比目标频谱很容易准确的得出检测结论。
4.该系统造价小，易维护，大大提高了质检员对产品裂纹检测的检测效率及准确 性，可保证99. 9%的检测准确性。
图1为本发明的俯视结构示意图；图2为本发明的侧视结构示意图；图3为本发明实施例的目标波形曲线；图4为本发明实施例的目标频谱曲线；图5为本发明实施例的A产品检测波形曲线；图6为本发明实施例的B产品检测波形曲线；图7为本发明实施例的音频波形分析；图8为本发明实施例的A产品频谱分析曲线；图9为本发明实施例的B产品频谱分析曲线；图中，1-控制台，2-输送平台，3-检测箱室，4-导轨，5-托盘，6-力矩伺服电机，7-敲击 锤，8-音频频谱处理单元，9-控制按钮，10-音频采集器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内 容不局限于以下所述。
如图1、图2所示，一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统，包括检测箱室3、输 送平台2、伺服敲击单元，音频采集器10，音频频谱处理单元8和控制台I ;所述的输送平台 2包括导轨4和位于导轨4上的托盘5，导轨4延伸检测箱室3，伺服敲击单元包括力矩伺服 电机6和与该力矩伺服电机6连接并位于检测箱室内3和被测石墨旁的敲击锤7，音频采集 器10位于检测箱室内，音频采集器10与音频频谱处理单元8连接，控制台I上设有控制按 钮9，控制台I分别与输送平台2和力矩伺服电机6连接。
输送平台2上设有感应式定位开关。
一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测方法，它包括以下步骤A、将被测石墨吊装在托盘5上，启动控制按钮9中的“进仓”按钮，导轨4将被测石墨 送入检测箱室3并固定位置，输送平台2上有设有感应式定位开关，确保产品被停在正确位 置；B、启动控制按钮9中的“敲击”按钮，力矩何服电机6带动敲击银7，敲击被测石墨，力 矩伺服电机6将按照设定的扭力值进行敲击，保证敲击在被测石墨上的扭力值的精确性和 一致性，该设定值操作员可调控；C、音频采集器10对反馈音频进行采集，并将采集数据传送到音频频谱处理单元8中， 操作员通过对此音频频谱曲线与目标曲线的对比，做出该被测石墨是否合格的判断，与目 标曲线在冋一趋势内的为合格广品；D、检测完毕，启动控制按钮9中的“出仓”按钮，输送平台2将被测石墨送到指定吊装位；E、目标音频频谱曲线的制定由质检员按照不同规格大小产品的合格样品进行实际检 测得出，并将目标参数保存在系统中，以便检测时对照。
本发明主要通过对检测产品进行音频频谱及波形分析得出被检测产品是否合格， 音频频谱及波形分析包括以下步骤(I)建立目标曲线用一类合格产品在系统给出20N的敲击力下，由音频频谱处理单元 8测试后得出目标曲线分别为目标波形曲线，如图3所示，目标频谱曲线，如图4所示，保 存入音频频谱处理单元8，设定为该类产品的目标值。
(2)采集被检测产品检测曲线分别测试同类产品A和B，在系统给出20N的敲击 力下，测得检测曲线分别为A产品波形曲线如图5所示，A产品频谱曲线如图8所示，B产 品波形曲线如图6所示，B产品频谱曲线如图9所示。
(3)音频反馈分析，包含波形分析及频谱分析波形分析通过对同一类产品在同样20N敲击力下的反馈波形可以看出B产品的音频反馈如图6所示，波峰波谷比较圆润，过度比较平滑，有效音频延续时间 长，与目标曲线如图3所示波形相似度极高。
A产品的音频反馈如图5所示，波峰波谷的过冲量比较大，过度比较陡，有效音频 的衰减比较快，与目标曲线相似度极差。
通过波形对比分析判断A产品为有内裂纹的不合格品，B产品为合格品无裂纹。
频谱分析如图8所示把A产品的频谱曲线(蓝色曲线)与目标频谱曲线(绿色曲线)的对比很容易 看出在同一采样时间段里A产品的频谱曲线与目标频谱曲线相似度很差，特别是在5000Hz 以下频率范围内重叠部分很少。
相对的，如图9所示把B产品的频谱曲线(红色曲线)与目标频谱曲线(绿色曲线) 的对比很容易看出在同一采样时间段里B产品的频谱曲线与目标频谱曲线相似度很高，全 频率范围内曲线几乎全部重叠。
通过频谱对比分析判断A产品为有内裂纹的不合格品，B产品为合格品无裂纹。
综合音频波形及频谱分析结果得出结论:A产品有内部裂纹，不合格；B产品无裂 纹，合格。
权利要求
1.一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统，其特征在于它包括检测箱室(3)、输送平台(2)、伺服敲击单元，音频采集器(10)，音频频谱处理单元(8)和控制台(I);所述的输送平台(2)包括导轨(4)和位于导轨(4)上的托盘(5)，导轨(4)延伸检测箱室(3)，伺服敲击单元包括力矩伺服电机(6)和与该力矩伺服电机(6)连接并位于检测箱室内(3)和被测石墨旁的敲击锤(7)，音频采集器(10)位于检测箱室内，音频采集器(10)与音频频谱处理单元(8)连接，控制台(I)上设有控制按钮(9)，控制台(I)分别与输送平台(2)和力矩伺服电机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统，其特征在于输送平台(2)上设有感应式定位开关。
3.—种石墨产品内部裂纹音频频谱检测方法，其特征在于它包括以下步骤 A、将被测石墨吊装在托盘(5)上，启动控制按钮(9)中的“进仓”按钮，导轨(4)将被测石墨送入检测箱室(3)并固定位置，输送平台(2)上有设有感应式定位开关，确保产品被停在正确位置； B、启动控制按钮(9)中的“敲击”按钮，力矩伺服电机(6)带动敲击锤(7)，敲击被测石墨，力矩伺服电机(6)将按照设定的扭力值进行敲击，保证敲击在被测石墨上的扭力值的精确性和一致性，该设定值操作员可调控； C、音频采集器(10)对反馈音频进行采集，并将采集数据传送到音频频谱处理单元(8)中，操作员通过对此音频频谱曲线与目标曲线的对比，做出该被测石墨是否合格的判断，与目标曲线在冋一趋势内的为合格广品； D、检测完毕，启动控制按钮(9)中的“出仓”按钮，输送平台(2)将被测石墨送到指定吊装位； E、目标音频频谱曲线的制定由质检员按照不同规格大小产品的合格样品进行实际检测得出，并将目标参数保存在系统中，以便检测时对照。
全文摘要
本发明公开了一种石墨产品内部裂纹音频频谱检测系统及检测方法，检测系包括检测箱室(3)、输送平台(2)、伺服敲击单元，音频采集器(10)，音频频谱处理单元(8)和控制台(1)；输送平台(2)包括导轨(4)和位于导轨(4)上的托盘(5)，伺服敲击单元包括力矩伺服电机(6)和敲击锤(7)，音频采集器(10)位于检测箱室(3)内并与音频频谱处理单元(8)连接，控制台(1)分别与输送平台(2)和力矩伺服电机(6)连接，检测方法为将被检测产品通过导轨(4)输送到检测箱室(3)内，敲击被检测产品，采集并分析音频频谱及波形得出被检测产品是否合格。本发明具有准确率高，操作简单、成本低的优点。
文档编号G01N29/04GK102998364SQ201210471670
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者张庆, 陈垒, 尹学军, 杨洪, 陈锐 申请人:雅安恒圣高纯石墨科技有限责任公司