石墨电极缺损检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种石墨电极缺损检测系统，其包括：云服务器、第一处理器模块、第二处理器模块，以及与该第二处理器模块连接的敲击机构和声音检测模块，与该第一处理器模块电性连接的传输模块；所述第二处理器模块适于控制所述敲击机构敲击石墨电极；所述声音检测模块适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音，并将声音信号发送至所述第二处理器模块，以由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块；所述第一处理器模块适于通过所述传输模块将声音信号发送至所述云服务器；所述云服务器适于根据所述声音信号判断石墨电极的缺损程度，实现了自动检测石墨电极的缺损程度避免了由人工检测等方法造成主观性强、漏检率高的缺点，同时降低了人力成本。

Defect detection system of graphite electrode

【技术实现步骤摘要】
石墨电极缺损检测系统
本专利技术属于石墨电极检测
，具体涉及一种石墨电极缺损检测系统。
技术介绍
石墨电极在生产过程中会不可避免的出现空洞、裂缝等情况，这将直接影响石墨电极的使用。在冶炼过程中，如果电极发生断裂或破损，断裂或破损的部分就会落入冶炼的金属中，从而改变其中的碳含量，最终可能致使整炉原料报废，造成极大的损失。传统的石墨电极检测是通过人工检测或机械切断抽检法，检测效率低且检测精度低，容易漏检，无法满足大规模电极检测要求。因此，基于上述技术问题需要设计一种新的石墨电极缺损检测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨电极缺损检测系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种石墨电极缺损检测系统，包括：云服务器、第一处理器模块、第二处理器模块，以及与该第二处理器模块连接的敲击机构和声音检测模块，与该第一处理器模块电性连接的传输模块；所述第二处理器模块适于控制所述敲击机构敲击石墨电极；所述声音检测模块适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音，并将声音信号数据发送至所述第二处理器模块，以由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块；所述第一处理器模块适于通过所述传输模块将声音信号数据发送至所述云服务器；所述云服务器适于根据所述声音信号数据判断石墨电极的缺损程度。进一步，所述敲击机构包括：脉冲控制电路、电磁阀、气泵和气锤；所述第二处理器模块适于脉冲控制电路输出脉冲信号控制所述电磁阀导通，使气泵提供的气体通过高压气管进入气锤，以使气锤敲击石墨电极。进一步，所述声音检测模块包括：声音传感器、调理电路和AD转换器；所述声音传感器适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音；所述声音传感器适于将声音信号转换为电信号，并发送至调理电路；所述调理电路适于对电信号进行放大和滤波，并发送至所述AD转换器；所述AD转换器适于对放大和滤波后的信号进行模数转换，并发送至第二处理器模块，以经由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块。进一步，所述云服务器适于根据所述声音信号数据判断石墨电极的缺损程度，即所述云服务器适于根据声音信号数据，并通过FFT变换处理获取各频段的功率谱密度；所述频段包括：500-1500Hz、1500-2500Hz、2500-3500Hz。进一步，所述云服务器适于根据功率谱密度计算相关频段的功率比，即其中，S(fi)为频率为fi时功率谱密度的值；S(fi+1)为频率为fi+1时功率谱密度的值；nj为第j个频段按频率间隔等分的个数；fjh为第j个频段的最高频率；fjl为第j个频段的最低频率；Δf为fi到fi+1的频率间隔；Ej为第j个频段的功率；x(j)为第j个频段的功率与所有频段的功率之和的比值，即第j个频段的功率比，j＝1,2,3。进一步，所述云服务器适于根据相关频段的功率比建立相应向量，即所述云服务器建立数据向量和权值系数向量；所述数据向量为：x＝(x(1),x(2),x(3))；其中，x(1)为500-1500Hz频段的功率比；x(2)为1500-2500Hz频段的功率比；x(3)为2500-3500Hz频段的功率比；所述权值系数向量为：w＝(w(1),w(2),w(3))；其中，w(1)为500-1500Hz频段的功率比系数；w(2)为1500-2500Hz频段的功率比系数；w(3)为2500-3500Hz频段的功率比系数。进一步，所述云服务器适于根据相应向量构建最优化模型，并获取最优化模型的解的，即所述云服务器适于构建最优化模型：s.t.yi(wgxi+b)≥1-ξi；ξi≥0i＝1,2,......,N；其中，C为惩罚系数；xi为第i个训练数据向量；yi为xi的类标记，当yi为-1时表示石墨电极严重缺损，当yi为1时表示石墨电极无损；N为训练数据数目；ξ为松弛变量；ξi为第i个训练数据的松弛变量；b为偏置；则最优化模型的解为：w*和b*；其中，w*为系数向量的解；b*为偏置的解；为拉格朗日乘子向量中对偶问题的解的第i个元素；为对于所有石墨电极严重缺损yi＝-1的数据xi，计算w*xi，取所有w*xi的最大值；为对于所有石墨电极无损yi＝1的数据xi，计算w*xi，取所有w*xi的最小值。进一步，所述云服务器适于根据最优化模型的解构建石墨电极缺损检测模型，并根据石墨电极缺损检测模型判断石墨电极的缺损程度，即所述云服务器适于构建石墨电极缺损检测模型：其中，μg为严重缺陷时石墨电极的状态均值；μb为无损石墨电极的状态均值；m为无损石墨电极状态的数目；q为石墨电极缺损指数，q为大于0的整数；xc为当前被检测石墨电极的数据向量。进一步，所述云服务器还适于根据石墨电极缺损检测模型获取石墨电极缺损指数，并根据石墨电极缺损指数判断石墨电极是否缺损，即石墨电极缺损指数q越小表示石墨电极缺损越小，石墨电极缺损指数q越大表示石墨电极缺损越大。本专利技术的有益效果是，本专利技术通过云服务器、第一处理器模块、第二处理器模块，以及与该第二处理器模块连接的敲击机构和声音检测模块，与该第一处理器模块电性连接的传输模块；所述第二处理器模块适于控制所述敲击机构敲击石墨电极；所述声音检测模块适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音，并将声音信号发送至所述第二处理器模块，以由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块；所述第一处理器模块适于通过所述传输模块将声音信号发送至所述云服务器；所述云服务器适于根据所述声音信号判断石墨电极的缺损程度，实现了自动检测石墨电极的缺损程度，避免了由人工检测等方法造成主观性强、漏检率高的缺点，同时降低了人力成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术所涉及的石墨电极缺损检测系统的原理框图；图2是本专利技术云服务器的原理框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨电极缺损检测系统，其特征在于，包括：/n云服务器、第一处理器模块、第二处理器模块，以及与该第二处理器模块连接的敲击机构和声音检测模块，与该第一处理器模块电性连接的传输模块；/n所述第二处理器模块适于控制所述敲击机构敲击石墨电极；/n所述声音检测模块适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音，并将声音信号数据发送至所述第二处理器模块，以由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块；/n所述第一处理器模块适于通过所述传输模块将声音信号数据发送至所述云服务器；/n所述云服务器适于根据所述声音信号数据判断石墨电极的缺损程度。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨电极缺损检测系统，其特征在于，包括：
云服务器、第一处理器模块、第二处理器模块，以及与该第二处理器模块连接的敲击机构和声音检测模块，与该第一处理器模块电性连接的传输模块；
所述第二处理器模块适于控制所述敲击机构敲击石墨电极；
所述声音检测模块适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音，并将声音信号数据发送至所述第二处理器模块，以由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块；
所述第一处理器模块适于通过所述传输模块将声音信号数据发送至所述云服务器；
所述云服务器适于根据所述声音信号数据判断石墨电极的缺损程度。


2.如权利要求1所述的石墨电极缺损检测系统，其特征在于，
所述敲击机构包括：脉冲控制电路、电磁阀、气泵和气锤；
所述第二处理器模块适于脉冲控制电路输出脉冲信号控制所述电磁阀导通，使气泵提供的气体通过高压气管进入气锤，以使气锤敲击石墨电极。


3.如权利要求2所述的石墨电极缺损检测系统，其特征在于，
所述声音检测模块包括：声音传感器、调理电路和AD转换器；
所述声音传感器适于检测敲击机构敲击石墨电极发出的声音；
所述声音传感器适于将声音信号转换为电信号，并发送至调理电路；
所述调理电路适于对电信号进行放大和滤波，并发送至所述AD转换器；所述AD转换器适于对放大和滤波后的信号进行模数转换，并发送至第二处理器模块，以经由所述第二处理器模块转发至所述第一处理器模块。


4.如权利要求3所述的石墨电极缺损检测系统，其特征在于，
所述云服务器适于根据所述声音信号数据判断石墨电极的缺损程度，即
所述云服务器适于根据声音信号数据，并通过FFT变换处理获取各频段的功率谱密度；
所述频段包括：500-1500Hz、1500-2500Hz、2500-3500Hz。


5.如权利要求4所述的石墨电极缺损检测系统，其特征在于，
所述云服务器适于根据功率谱密度计算相关频段的功率比，即









其中，S(fi)为频率为fi时功率谱密度的值；S(fi+1)为频率为fi+1时功率谱密度的值；nj为第j个频段按频率间隔等分的个数；fjh为第j个频段的最高频率；fjl为第j个频段的最低频率；Δf为fi到fi+1的频率间隔；Ej为第j个频段的功率；x(j)为第j个频段的功率与所有频段的功率之和的比值，即第j个频段的功率比，j＝1,2,3。


6.如权利要求5所述的石...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔宏哲，陶国正，
申请(专利权)人：常州机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32