智能物联网超声波探头系统及超声波探头的更换提示方法技术方案

本申请公开了一种智能物联网超声波探头系统及超声波探头的更换提示方法，该系统包括至少一个超声波探头、上位机和云服务器，超声波探头包括探测元件和微信电路板，微型电路板包括耗材磨损传感器和控制器，设置于探测元件上方且与探测元件电连接。其中，耗材磨损传感器，用于实时监测探测元件的耗材磨损信息；控制器用于对耗材磨损信息进行处理获得耗材磨损值，计算探测元件的测量准度，当耗材磨损值大于磨损阈值或者测量准度小于准度阈值或者工作时长超过工作时长阈值时进行探头更换提示。能更精准的对超声波探头进行更换提示，避免状态良好时更换造成的资源浪费，以及探头过度磨损造成的安全隐患，降低成本，提升对超声波探头预测和维护的能力。

【技术实现步骤摘要】
智能物联网超声波探头系统及超声波探头的更换提示方法
本说明书涉及探头
，尤其是涉及一种智能物联网超声波探头系统及一种智能物联网超声波探头系统中超声波探头的更换提示方法。
技术介绍
当前我国铁路基本上均采用小型超声钢轨探伤仪来检查钢轨的质量状况，其中所使用的常规超声波探头与钢轨直接接触，由于使用环境恶略、连续工作时间长，导致超声波探头磨损快，寿命短，消耗大。为了保证探伤的准确性，小型超声钢轨探伤仪上的超声波探头会定期进行更换。但是定期更换的方法存在显著的缺点，一方面对于还处于良好状态的探头，直接进行定期更换会造成资源的浪费；另一方面，对于过度磨损的探头，由于数据准确度降低，未到定期更换的时间节点有可能就已经无法使用，易造成安全隐患。同时，传统的超声波探头只是被动原件，不能识别超声波探头的ID，因此无法对超声波探头的使用状态进行记录。
技术实现思路
本说明书实施例的目的在于提供一种智能物联网超声波探头系统及一种智能物联网超声波探头系统中超声波探头的更换提示方法，可以根据智能物联网超声波探头的实际使用情况对智能物联网超声波探头的使用寿命进行预测，并进行更换提示。为实现上述目的，第一方面，本说明书提供一种智能物联网超声波探头系统，包括至少一个超声波探头、上位机和云服务器，其中，所述超声波探头包括探测元件和微型电路板，所述微型电路板包括耗材磨损计算模块、控制器和通讯模块，所述微型电路板设置于所述探测元件上方且与所述探测元件电连接；所述耗材磨损计算模块用于实时监测所述探测元件的耗材磨损信息；所述控制器用于对所述耗材磨损信息进行处理，获得耗材磨损值，并计算所述探测元件的测量准度及记录所述探测元件的工作时长；所述通讯模块用于将所述耗材磨损值、测量准度和工作时长通过所述上位机发送至所述云服务器；所述上位机上部署有探头诊断模块，用于对每个超声波探头的耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，当所述耗材磨损值大于磨损阈值或者所述测量准度小于准度阈值或者所述工作时长超过工作时长阈值时进行探头更换提示。可选的，所述探测元件包括若干配合工作的直探头和斜探头，所述控制器通过如下公式计算所述探测元件的测量准度：其中，c直为直探头准度系数，为斜探头准度系数(i＝1,…,n，n为正整数)，A直为直探头测量准度，计算公式如下：θ为声轴偏斜角指数得分，计算公式如下：其中，Dx，Dy分别为声轴在x和y方向的偏移，为斜探头测量准度，计算公式如下：fe为频率误差指数得分，计算公式如下：其中，f为标准试块的回波频率，f0为所述智能物联网超声波探头的标准频率；R为探头的分辨力指数得分，计算公式如下：其中，h为测量波谷高度，φ为折射角指数得分，计算公式如下：其中，a为所述智能物联网超声波探头的前沿距离，X为所述智能物联网超声波探头的前沿至标准试块之间的距离，L为标准试块距离。可选的，所述微型电路板还包括与所述控制器电连接的存储器，用于记录所述耗材磨损值、工作时长、及所述超声波探头的基本信息。可选的，所述云服务器上部署有探头信息管理系统，用于对每个超声波探头系统头的历史耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，根据分析结果及超声波探头的基本信息，在更换上位机或上位机开启时更新超声波探头的计算参数信息和工作时长。可选的，所述超声波探头的计算参数信息包括直探头准度系数c直、斜探头准度系数智能物联网超声波探头的标准频率f0、测量波谷高度h、声轴在x和y方向的偏移Dx，Dy、智能物联网超声波探头的前沿距离a，智能物联网超声波探头的前沿至标准试块之间的距离X中的一种或者多种。可选的，所述探头诊断模块对所有超声波探头的工作时长、耗材磨损值、测量准度经过训练获得健康管理模型，将待测超声波探头的工作时长、耗材磨损值、测量准度输入所述健康管理模型，获得预测使用寿命，当所述预测使用寿命小于寿命阈值时，对所述待测智能物联网超声探头进行更换提示。第二方面，本说明书实施例提供一种智能物联网超声波探头系统中超声波探头的更换提示方法，其特征在于，所述系统包括至少一个超声波探头、上位机和云服务器，所述超声波探头包括探测元件和微型电路板，所述微型电路板包括耗材磨损计算模块、控制器和通讯模块，所述方法包括：所述耗材磨损计算模块实时监测所述探测元件的耗材磨损信息，并发送至所述控制器；所述控制器接收并处理所述耗材磨损信息，获得耗材磨损值，并计算所述探测元件的测量准度及记录所述探测元件的工作时长；所述通讯模块将所述耗材磨损值、测量准度和工作时长通过上位机发送至所述云服务器；所述上位机上部署的探头诊断模块对每个超声波探头的耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，当所述耗材磨损值大于磨损阈值或者所述测量准度小于准度阈值或者所述工作时长超过工作时长阈值时进行探头更换提示。8.根据权利要求7所述的智能物联网超声波探头系统中超声波探头的更换提示方法，其特征在于，通过如下公式计算所述探测元件的测量准度：其中，c直为直探头准度系数，为斜探头准度系数(i＝1,…,n，n为正整数)，A直为直探头测量准度，计算公式如下：θ为声轴偏斜角指数得分，计算公式如下：其中，Dx，Dy分别为声轴在x和y方向的偏移，为斜探头测量准度，计算公式如下：其中，fe为频率误差指数得分，计算公式如下：其中，f为标准试块的回波频率，f0为所述智能物联网超声波探头的标准频率；R为探头的分辨力指数得分，计算公式如下：其中，h为测量波谷高度，φ为折射角指数得分，计算公式如下：其中，a为所述智能物联网超声波探头前沿距离，X为所述智能物联网超声波探头前沿至标准试块之间的距离，L为标准试块距离。可选的，所述云服务器上部署有探头信息管理系统，所述方法还包括：探头信息管理系统根据每个超声波探头的基本信息进行管理，在更换上位机或上位机开启时更新超声波探头信息。可选的，所述探头诊断模块对所有超声波探头的工作时长、耗材磨损值、测量准度经过训练获得健康管理模型，将待测超声波探头的工作时长、耗材磨损值、测量准度输入所述健康管理模型，获得预测使用寿命，当所述预测使用寿命小于寿命阈值时，对所述待测智能物联网超声探头进行更换提示。本说明书一个或多个实施例提供的一种智能物联网超声波探头系统及一种智能物联网超声波探头系统中超声波探头的更换提示方法，通过实时检测探测元件的耗材磨损信息，并实时计算探测元件的测量准度及工作时长，当耗材磨损值大于磨损阈值或者测量准度小于准度阈值时进行探头更换提示，从而能够更精准的对智能物联网超声波探头进行更换提示，避免由于超声波探头状态良好时更换造成的资源浪费，以及超声波探头过度磨损造成的安全隐患，降低成本，提升对智能物联网超声波探头预测和维护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能物联网超声波探头系统，其特征在于，包括至少一个超声波探头、上位机和云服务器，其中，/n所述超声波探头包括探测元件和微型电路板，所述微型电路板包括耗材磨损计算模块、控制器和通讯模块，所述微型电路板设置于所述探测元件上方且与所述探测元件电连接；/n所述耗材磨损计算模块用于实时监测所述探测元件的耗材磨损信息；/n所述控制器用于对所述耗材磨损信息进行处理，获得耗材磨损值，并计算所述探测元件的测量准度及记录所述探测元件的工作时长；/n所述通讯模块用于将所述耗材磨损值、测量准度和工作时长通过所述上位机发送至所述云服务器；/n所述上位机上部署有探头诊断模块，用于对每个超声波探头的耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，当所述耗材磨损值大于磨损阈值或者所述测量准度小于准度阈值或者所述工作时长超过工作时长阈值时进行探头更换提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能物联网超声波探头系统，其特征在于，包括至少一个超声波探头、上位机和云服务器，其中，
所述超声波探头包括探测元件和微型电路板，所述微型电路板包括耗材磨损计算模块、控制器和通讯模块，所述微型电路板设置于所述探测元件上方且与所述探测元件电连接；
所述耗材磨损计算模块用于实时监测所述探测元件的耗材磨损信息；
所述控制器用于对所述耗材磨损信息进行处理，获得耗材磨损值，并计算所述探测元件的测量准度及记录所述探测元件的工作时长；
所述通讯模块用于将所述耗材磨损值、测量准度和工作时长通过所述上位机发送至所述云服务器；
所述上位机上部署有探头诊断模块，用于对每个超声波探头的耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，当所述耗材磨损值大于磨损阈值或者所述测量准度小于准度阈值或者所述工作时长超过工作时长阈值时进行探头更换提示。


2.根据权利要求1所述的智能物联网超声波探头系统，其特征在于，所述探测元件包括若干配合工作的直探头和斜探头，所述控制器通过如下公式计算所述探测元件的测量准度：



其中，c直为直探头准度系数，为斜探头准度系数(i＝1，...，n，n为正整数)，A直为直探头测量准度，计算公式如下：



θ为声轴偏斜角指数得分，计算公式如下：



其中，Dx，Dy分别为声轴在x和y方向的偏移，

为斜探头测量准度，计算公式如下：



fe为频率误差指数得分，计算公式如下：



其中，f为标准试块的回波频率，f0为所述智能物联网超声波探头的标准频率；
R为探头的分辨力指数得分，计算公式如下：



其中，h为测量波谷高度，
φ为折射角指数得分，计算公式如下：



其中，a为所述智能物联网超声波探头的前沿距离，X为所述智能物联网超声波探头的前沿至标准试块之间的距离，L为标准试块距离。


3.根据权利要求1所述的智能物联网超声波探头系统，其特征在于，所述微型电路板还包括与所述控制器电连接的存储器，用于记录所述耗材磨损值、工作时长、及所述超声波探头的基本信息。


4.根据权利要求3所述的智能物联网超声波探头系统，其特征在于，所述云服务器上部署有探头信息管理系统，用于对每个超声波探头系统头的历史耗材磨损值、测量准度和工作时长进行分析，根据分析结果及超声波探头的基本信息，在更换上位机或上位机开启时更新超声波探头的计算参数信息和工作时长。


5.根据权利要求4所述的智能物联网超声波探头系统，其特征在于，所述超声波探头的计算参数信息包括直探头准度系数c直、斜探头准度系数智能物联网超声波探头的标准频率f0、测量波谷高度h、声轴在x和y方向的偏移Dx，Dy、智能物联网超声波探头的前沿距离a，智能物联网超声波探头的前沿至标准试块之间的距离X中的一种或者多种。


6.根据权利要求1所述的智能物...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁帆，
申请(专利权)人：东莞先知大数据有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44