一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法制造方法及图纸

一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，所述金刚线断线检查装置包括电容传感器组、预处理电路、A/D转换器和计算机，电容传感器组对金刚线进行实时监控和检测，不同磨损程度的金刚线使得电容传感器组输出对应的大小不同的电容值信号，电容值信号通过预处理电路的滤波和放大，让信号保真且放大到能识别的强度，经过处理的信号经过所述A/D转换器传输至计算机，计算机通过对所获取的电容值信号进行统计分析，以表征金刚线状态；所述断线预测方法，具体为，电容传感器组实时监控金刚线的磨损情况，输出蕴含金刚线磨损情况的电容值信号，电容值信号经过计算机计算和分析后可得到被测金刚线的概率密度演化规律曲线，根据概率密度变化规律曲线可实现对金刚线断线的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法
本专利技术属于金刚线切片机装备故障诊断技术，具体涉及一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法。
技术介绍
用金刚线切片机切片加工是加工制造硅片的关键一步，但在金刚线切片的过程中，往往会由于跳线等原因造成金刚线断线，将会损坏引线导轮和被切工件，影响正常作业生产，造成严重经济损失。目前市场上的一些金刚线断线检测装置往往只有在金刚线断线了的时候才能检测出来，发出报警并采取相应的措施。或者目前的一些金刚线检测装置会发生一些错误，造成错误的报警信号或者延迟报警，并没有对金刚线实时监测同时进行健康预估的装置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，相关的装置制备方法简单，可实时监测金刚线的健康状态，对金刚线进行磨损量进行检测和健康预估，保证金刚线的安全，提前防止其断线，造成不必要的经济损失。一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其特征在于：所述金刚线断线检测装置包括电容传感器组、预处理电路、A/D转换器和计算机，所述电容传感器组对金刚线进行实时监控和检测，不同磨损程度的金刚线使得电容传感器组输出对应的大小不同的电容值信号，所述电容值信号通过预处理电路的滤波和放大，让信号保真且放大到能识别的强度，经过处理的信号经过所述A/D转换器传输至计算机，所述计算机通过相应的电容值信号对金刚线的状态进行统计分析；所述断线预测方法，具体为，所述电容传感器组实时监控金刚线的磨损情况，输出对应磨损情况的电容值信号，所述电容值信号经过计算机计算和分析后可得到概率密度演化规律曲线，根据概率密度演化规律可对金刚线进行断线的预测；所述概率密度曲线在金刚线正常工作的情况下为正态分布的曲线，当金刚线断线时，曲线会出现明显的偏移或者变形；当曲线呈现出一些微小的偏移，说明出现金刚线磨损或者金刚线上的金刚石脱落的情况。进一步地，所述电容传感器组不仅可以在金刚线断线的时候检测到，发送给计算机让机器发出停机指令，而且还能实时监控金刚线的磨损情况，能根据概率密度统计对金刚线进行健康预测与断线预测。进一步地，所述预处理电路的作用是滤波、放大，让信号保真且放大到能识别的强度，通过电容传感器测量到的电容量的电信号会非常微弱，通常要通过放大电路进行放大。进一步地，所述A/D转换器的作用就是将模拟信号转换成数字信号的电路，将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，最后传给计算机作为统计分析。进一步地，所述电容传感器组，一种形式为由四对电容传感器组成的全桥电路，每个电容传感器的两极板对称设置，使得四对电容传感器形成八侧面的柱体结构，所述金刚线沿该柱体的竖直轴中心线穿过，即每个电容传感器的两极板均对称于金刚线分布。进一步地，所述电容传感器的个数可根据实际要求进行改变，形成侧面个数不同的柱体，其电容传感器越多，侧面越多，测量灵敏度更高。进一步地，所述概率密度曲线，以四对电容传感器测量金刚线为例，计算方法如下：设Δt时间段内，电容传感器C1的变化为C1(C1x1，C1x2，C1x3，….C1xn)，电容传感器C2的变化为C2(C2x1，C2x2，C2x3，….C2xn)，电容传感器C3的变化为C3(C3x1，C3x2，C3x3，….C3xn)，电容传感器C4的变化为C4(C4x1，C4x2，C1x3，….C4xn)，可以算出各电容均值和总均值进一步算出各电容获取信号的方差和总方差进一步求出均方差和总时间概率由上述公式可得到概率密度曲线的函数：本专利技术的有益效果是：四对电容传感器的并联使用，非接触测量并且有效地提高了灵敏度。不同于以往的检测装置，本金刚线断线检测装置可以实时检测金刚线的状态，对其进行健康预测与断线检测，有效实现金刚线的断线监测，大大节省了成本，提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术金刚线断线检测装置系统框图。图2为本专利技术金刚线穿过传感器示意图。图3为总电容随时间的曲线示意图。图4为正常工况下概率密度分布曲线。图5为金刚线发生断线或磨损的概率密度分布曲线示意图。上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：120-电容传感器组，130-预处理电路；140-A/D转换器；150-计算机；210-钢线；220-金刚石微粒；230-电容传感器极板。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其中：所述金刚线断线检测装置，如图2所示，包括电容传感器组120、预处理电路130、A/D转换器140和计算机150，所述电容传感器组120对金刚线进行实时监控和检测，不同磨损程度的金刚线使得电容传感器组120输出对应的大小不同的电容值信号，所述电容值信号通过预处理电路130的滤波和放大，让信号保真且放大到能识别的强度，经过处理的信号经过所述A/D转换器140传输至计算机150，所述计算机150通过相应的电容值信号对金刚线的状态进行统计分析。所述电容传感器组120不仅可以在金刚线断线的时候检测到，发送给计算机150让机器发出停机指令，而且还能实时监控金刚线的磨损情况，能根据概率密度统计对金刚线进行健康预测与断线预测。所述预处理电路130的作用是滤波、放大，让信号保真且放大到能识别的强度，通过电容传感器组120测量到的电容量的电信号会非常微弱，通常要通过放大电路进行放大。所述A/D转换器140的作用就是将模拟信号转换成数字信号的电路，将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，最后传给计算机150作为统计分析。所述电容传感器组120，具体地为由四对电容传感器组成的全桥电路，每个电容传感器的两极板230对称设置，使得四对电容传感器形成八侧面的柱体结构，所述金刚线沿该柱体的竖直轴中心线穿过，即每个电容传感器的两极板均对称于金刚线分布，具体参见图2。所述电容传感器的个数可根据实际要求进行改变，形成侧面个数不同的柱体，其电容传感器越多，侧面越多，测量灵敏度更高。所述断线预测方法，具体为，所述电容传感器组120实时监控金刚线的磨损情况，输出对应磨损情况的电容值信号，所述电容值信号经过计算机150计算和绘图后可得到概率密度图形，根据概率密度图形可对金刚线进行断线的预测。所述概率密度曲线在金刚线正常工作的情况下为正态分布的曲线，当金刚线断线时，曲线会出现明显的偏移或者变形；当曲线呈现出一些微小的偏移，说明出现金刚线磨损或者金刚线上的金刚石脱落的情况。所述概率密度曲线，以四对电容传感器测量金刚线为例，计算方法如下：设Δt时间段内，电容传感器C1的变化为C1(C1x1，C1x2，C1x3，….C1xn)，电容传感器C2的变化为C2(C2x1，C2x2，C2x3，….C2xn)，电容传感器C3的变化为C3(C3x1，C3x2，C3x3，….C3xn)，电容传感器C4的变化为C4(C4x1，C4x2，C1x3，….C4xn)，可以算出各电容均值和总均值进一步算出各电容获取信号的方差和总方差进一步求出均方差和总时间概率由上述公式可得到概率密度曲线的函数：正常情况下概率密度图形是呈现正态分布的，如图4所示，一旦金刚线出现断线或磨损的情况，其中所测得的某些Cm会明显不一致，发生跳动，导致概率密度的曲线会发生偏移或变化，演本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其特征在于：所述金刚线断线检测装置包括电容传感器组、预处理电路、A/D转换器和计算机，所述电容传感器组对金刚线进行实时监控和检测，不同磨损程度的金刚线使得电容传感器组输出对应的大小不同的电容值信号，所述电容值信号通过预处理电路的滤波和放大，让信号保真且放大到能识别的强度，经过处理的信号经过所述A/D转换器传输至计算机，所述计算机通过相应的电容值信号对金刚线的状态进行统计分析；所述断线预测方法，具体为，所述电容传感器组实时监控金刚线的磨损情况，输出对应磨损情况的电容值信号，所述电容值信号经过计算机计算和分析后可得到金刚线磨损的概率密度演化规律，根据概率密度演化规律曲线可对金刚线进行断线的预测；所述概率密度曲线在金刚线在正常的情况下呈现正态分布的曲线，当金刚线断线时，曲线会出现明显的偏移或者变形；当曲线呈现出一些微小的偏移时，说明出现金刚线磨损或者金刚线上的金刚石脱落的情况。

【技术特征摘要】
1.一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其特征在于：所述金刚线断线检测装置包括电容传感器组、预处理电路、A/D转换器和计算机，所述电容传感器组对金刚线进行实时监控和检测，不同磨损程度的金刚线使得电容传感器组输出对应的大小不同的电容值信号，所述电容值信号通过预处理电路的滤波和放大，让信号保真且放大到能识别的强度，经过处理的信号经过所述A/D转换器传输至计算机，所述计算机通过相应的电容值信号对金刚线的状态进行统计分析；所述断线预测方法，具体为，所述电容传感器组实时监控金刚线的磨损情况，输出对应磨损情况的电容值信号，所述电容值信号经过计算机计算和分析后可得到金刚线磨损的概率密度演化规律，根据概率密度演化规律曲线可对金刚线进行断线的预测；所述概率密度曲线在金刚线在正常的情况下呈现正态分布的曲线，当金刚线断线时，曲线会出现明显的偏移或者变形；当曲线呈现出一些微小的偏移时，说明出现金刚线磨损或者金刚线上的金刚石脱落的情况。2.根据权利要求1所述的一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其特征在于：所述电容传感器组不仅可以在金刚线断线的时候检测到，发送给计算机让机器发出停机指令，而且还能实时监控金刚线的磨损情况，能根据金刚线磨损的概率密度演化特征对金刚线进行健康预测与断线预测。3.根据权利要求1所述的一种金刚线断线检测装置及其断线预测方法，其特征在于：所述预处理电路的作用是滤波、放大，让信号保真且放大到能识别的强度，通过电容传感器测量到的电容量的电信号会非常微弱，通常要通过放大电路进...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾丙辉，冯勇，李钢，张敏，俞靖，管家辉，朱培达，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32