專利名稱：人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及人造金剛石生產(chǎn)領(lǐng)域的金剛石合成設(shè)備安全檢測(cè)裝置，具體涉及 一種人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，人造金剛石及金剛石超硬材料生產(chǎn)合成設(shè)備(六面體合成壓機(jī))是生 產(chǎn)金剛石的關(guān)鍵設(shè)備，它對(duì)金剛石的性能和產(chǎn)量起著決定性作用。目前，國(guó)內(nèi)外的金剛石生 產(chǎn)主要是在六面體合成壓機(jī)高溫高壓下合成生產(chǎn)。由于設(shè)備工作時(shí)處于極高溫高壓下工作 (溫度達(dá)1500°C，壓力達(dá)lOOMpa)，尤其是壓機(jī)頂錘(材料主要是鎢鋼)直接處在工作面，很 容易出現(xiàn)斷裂，給生產(chǎn)帶來極大的安全隱患，一旦裂錘會(huì)危及人身安全和造成很大的經(jīng)濟(jì) 損失，因此頂錘損耗成為人造金剛石生產(chǎn)行業(yè)一項(xiàng)重要成本。為此，行業(yè)內(nèi)急需檢測(cè)保護(hù)頂 錘的設(shè)備，現(xiàn)階段沒有有效的保護(hù)裝置，只能依賴有經(jīng)驗(yàn)的操作工用耳聽辨別，給工人造成 很大的工作壓力，同時(shí)帶來很大的誤差，以往的一些報(bào)警裝置設(shè)計(jì)成直接安裝于頂錘表面， 但是頂錘工作時(shí)處于一個(gè)狹小的空間，處于高溫高壓干擾大的環(huán)境中，安裝復(fù)雜繁瑣，誤報(bào) 率高，并沒有達(dá)到實(shí)用的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種安裝簡(jiǎn)便、適合于高溫高壓及干擾強(qiáng) 的環(huán)境下使用、且能有效檢測(cè)六面體壓機(jī)頂錘斷裂并及時(shí)報(bào)警的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘
報(bào)警裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置， 主要由聲發(fā)射傳感器、以及與之相連的數(shù)據(jù)采集和處理模塊組成；聲發(fā)射傳感器安裝在一 中空的信號(hào)傳導(dǎo)管的內(nèi)腔中，該信號(hào)傳導(dǎo)管的前端開口與人造金剛石壓機(jī)的頂錘中心相 對(duì)。上述方案所述信號(hào)傳導(dǎo)管的中心線最好正對(duì)人造金剛石壓機(jī)的頂錘中線的聚交
點(diǎn)ο上述方案所述信號(hào)傳導(dǎo)管的前端開口最好向內(nèi)側(cè)倒角，形成前大后小的喇叭狀開□。上述方案所述倒角角度最好介于0° 30°之間。上述方案所述聲發(fā)射傳感器前側(cè)的信號(hào)傳導(dǎo)管內(nèi)腔中最好還填充有吸音材料。上述方案所述信號(hào)傳導(dǎo)管最好為可伸縮結(jié)構(gòu)。上述方案所述數(shù)據(jù)采集和處理模塊主要由供電電路、前級(jí)放大器及濾波電路、末 端放大電路、整流電路、數(shù)據(jù)處理電路和報(bào)警輸出電路組成；聲發(fā)射傳感器連接前級(jí)放大器 及濾波電路，前級(jí)放大器及濾波電路、末端放大電路和整流電路順次串聯(lián)后連接在數(shù)據(jù)處 理電路的輸入端上，數(shù)據(jù)處理電路的輸出端連接報(bào)警輸出電路。上述方案所述數(shù)據(jù)處理電路上最好還接有濕度傳感器和溫度傳感器。[0012]上述方案所述聲發(fā)射傳感器和數(shù)據(jù)采集和處理模塊之間最好通過帶屏蔽的電纜 線相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1、聲發(fā)射傳感器與頂錘采用非接觸式進(jìn)行裂錘信號(hào)的采集，從而減少了傳感器使 用數(shù)量，使得信號(hào)來源純正，減少干擾源，同時(shí)安裝程序簡(jiǎn)化，增強(qiáng)使用耐久性能，使用范圍 更廣泛；2、數(shù)據(jù)采集和處理模塊電路對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行多重放大和濾波處理后再進(jìn)行信 號(hào)的真?zhèn)闻袆e，因而充分考慮了各種環(huán)境因素的變化對(duì)判斷準(zhǔn)確度所帶來的影響，報(bào)警信 號(hào)更可靠，裝置能夠適用于干擾性強(qiáng)的環(huán)境中；3、通過增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)溫度傳感器和濕度傳感器來對(duì)聲發(fā)射傳感器所采集的信號(hào)進(jìn)行 補(bǔ)償處理，以進(jìn)一步提高裝置的抗干擾性。

圖1為本實(shí)用新型一種人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為數(shù)據(jù)采集和處理模塊的電路原理圖。圖中標(biāo)示1 信號(hào)傳導(dǎo)管；2、吸音材料；Y1、聲發(fā)射傳感器；4、數(shù)據(jù)采集和處理模 塊；LSI、聲音報(bào)警器；LED、光電報(bào)警器；VRT、濕度傳感器；RT、溫度傳感器；7、合金塊；8、頂鍾。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置如圖1所示，其主要由聲發(fā)射 傳感器Y1、以及與之相連的數(shù)據(jù)采集和處理模塊4組成。聲發(fā)射傳感器Yl和數(shù)據(jù)采集和處 理模塊4之間可通過導(dǎo)線連接，但為了避免在傳輸過程中所引入干擾信號(hào)，所述聲發(fā)射傳 感器Yl和數(shù)據(jù)采集和處理模塊4之間通過帶屏蔽的電纜線相連。本實(shí)用新型的聲發(fā)射傳 感器Yl安裝在一中空的信號(hào)傳導(dǎo)管1的內(nèi)腔中，該信號(hào)傳導(dǎo)管1的前端開口與人造金剛石 壓機(jī)的頂錘8中心相對(duì)。聲發(fā)射傳感器Yl與頂錘8采用非接觸式，由空氣進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)， 聲發(fā)射傳感器Yl置于信號(hào)傳導(dǎo)管1腔內(nèi)，像話筒對(duì)準(zhǔn)頂錘8中心，收集頂錘8斷裂時(shí)發(fā)出 得信號(hào)。在進(jìn)行具體安裝時(shí)，信號(hào)傳導(dǎo)管1的前端開口大致與人造金剛石壓機(jī)的多個(gè)頂錘8 所圍成的空間即合金塊7的安放位置相對(duì)即可，但為了能夠更為精確地獲得各個(gè)頂錘8的 斷裂聲音，所述信號(hào)傳導(dǎo)管1的中心線應(yīng)正對(duì)人造金剛石壓機(jī)的各個(gè)頂錘8中線的聚交點(diǎn)。為了更好地收集頂錘8斷裂時(shí)發(fā)出的信號(hào)，所述信號(hào)傳導(dǎo)管1的前端開口內(nèi)側(cè)倒 角，形成前大后小的喇叭狀開口。開口的倒角角度應(yīng)視頂錘8外形尺寸而定，但以剛好頂錘 8中心范圍75%空間為好，即倒角角度介于0° 30°之間，這樣有利去除其它雜音干擾。 此外，聲發(fā)射傳感器Yl安裝在信號(hào)傳導(dǎo)管1內(nèi)腔的后側(cè)，其聲發(fā)射傳感器Yl前方即信號(hào)傳 導(dǎo)管1內(nèi)腔的前側(cè)還填充有吸音材料2來濾除信號(hào)干擾。為了便于調(diào)節(jié)與頂錘8中心距離， 本實(shí)用新型的信號(hào)傳導(dǎo)管1為可伸縮結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集和處理模塊4主要由供電電路、前級(jí)放大器及濾波電路、 末端放大電路、整流電路、數(shù)據(jù)處理電路和報(bào)警輸出電路組成。聲發(fā)射傳感器Yi連接前級(jí) 放大器及濾波電路，前級(jí)放大器及濾波電路、末端放大電路和整流電路順次串聯(lián)后連接在數(shù)據(jù)處理電路的輸入端上，數(shù)據(jù)處理電路的輸出端連接報(bào)警輸出電路。參見圖2。前級(jí)放大器及濾波電路此電路放大由聲發(fā)射傳感器Yl拾取到的裂錘微弱信號(hào)， Ql的放大倍數(shù)為100左右，由于信號(hào)小且干擾較強(qiáng)毫伏級(jí)信號(hào)mv，因此傳感器選用工作面 較大直徑20mm且靈敏度高的傳感器大于-MdB，同時(shí)為減少外界干擾，傳感器的信號(hào)接收 角度應(yīng)控制在合理范圍，一般在30度，信號(hào)經(jīng)R18、C7濾波到Ql放大，由發(fā)射極經(jīng)C13傳到 末端放大電路。末端放大電路末端放大電路由運(yùn)算放大器UAl組成，放大倍數(shù)U = R7/R11，U控 制在幾十倍，同時(shí)增加C23增加濾波作用，此電路的UAl運(yùn)放應(yīng)選用低漂移的精密運(yùn)放，一 般選用AD公司的型號(hào)，且應(yīng)考慮使用環(huán)境，要求使用工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，信號(hào)級(jí)末級(jí)放大器放 大后經(jīng)C19到整流電路。整流電路此電路對(duì)信號(hào)整流濾波，由于信號(hào)小且頻率高，整流二極管D2的選用 型號(hào)高頻且壓降低整流二極管，C8、R8起低頻濾波作用。數(shù)據(jù)處理電路此電路主要由TI公司的DSP芯片TMS320LFM07組成，芯片采集整 流后的信號(hào)，經(jīng)芯片內(nèi)程序完成AD采樣、數(shù)字濾波處理，數(shù)據(jù)補(bǔ)償處理，數(shù)據(jù)的比樣處理等 功能，最終判斷信號(hào)的真?zhèn)危龀雎暪鈭?bào)警。數(shù)據(jù)處理電路上還接入有現(xiàn)場(chǎng)溫度傳感器RT 和濕度傳感器VRT來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化對(duì)聲發(fā)射傳感器Yl的影響做出補(bǔ)償處理，使得電路適 應(yīng)各種環(huán)境。報(bào)警輸出電路此電路由聲音報(bào)警器LS1，光電報(bào)警器LED，輸出電路Q2、K繼電器 組成，繼電器K可以和各種控制器連通各種PLC控制器。供電電源電路由于整個(gè)裝置的信號(hào)傳輸微弱且易受電源干擾，同時(shí)考慮工業(yè)使 用環(huán)境，對(duì)電源要求極高，要求電源紋波小，抗干擾強(qiáng)，高穩(wěn)定，因此選用工業(yè)級(jí)的精密電源 SHS20-12-250。
權(quán)利要求1.人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，主要由聲發(fā)射傳感器(YI)、以及與之相連的數(shù) 據(jù)采集和處理模塊(4)組成，其特征在于聲發(fā)射傳感器(Yl)安裝在一中空的信號(hào)傳導(dǎo)管 (1)的內(nèi)腔中，該信號(hào)傳導(dǎo)管(1)的前端開口與人造金剛石壓機(jī)的頂錘(8)中心相對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于信號(hào)傳導(dǎo) 管(1)的中心線正對(duì)人造金剛石壓機(jī)的頂錘(8)中線的聚交點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于信號(hào)傳導(dǎo) 管(1)的前端開口內(nèi)側(cè)倒角，形成前大后小的喇叭狀開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于倒角角度 介于0° 30°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于聲發(fā)射傳 感器(YI)前側(cè)的信號(hào)傳導(dǎo)管(1)內(nèi)腔中還填充有吸音材料O)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于信號(hào)傳導(dǎo) 管(1)為可伸縮結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于數(shù)據(jù)采集 和處理模塊(4)主要由供電電路、前級(jí)放大器及濾波電路、末端放大電路、整流電路、數(shù)據(jù) 處理電路和報(bào)警輸出電路組成；聲發(fā)射傳感器(Yl)連接前級(jí)放大器及濾波電路，前級(jí)放大 器及濾波電路、末端放大電路和整流電路順次串聯(lián)后連接在數(shù)據(jù)處理電路的輸入端上，數(shù) 據(jù)處理電路的輸出端連接報(bào)警輸出電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于數(shù)據(jù)處理 電路上還接有濕度傳感器(VRT)和溫度傳感器(RT)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，其特征在于聲發(fā)射傳 感器(Yl)和數(shù)據(jù)采集和處理模塊(4)之間通過帶屏蔽的電纜線相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種人造金剛石壓機(jī)頂錘裂錘報(bào)警裝置，主要由聲發(fā)射傳感器、以及與之相連的數(shù)據(jù)采集和處理模塊組成；聲發(fā)射傳感器安裝在一中空的信號(hào)傳導(dǎo)管的內(nèi)腔中，該信號(hào)傳導(dǎo)管的前端開口與人造金剛石壓機(jī)的頂錘中心相對(duì)。本實(shí)用新型具有安裝簡(jiǎn)便、適合于高溫高壓及干擾強(qiáng)的環(huán)境下使用、且能有效檢測(cè)六面體壓機(jī)頂錘斷裂并及時(shí)報(bào)警的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J3/06GK201921672SQ20102068335
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉 東 申請(qǐng)人:桂林市恒鑫科技有限公司