基于人工智能的新材料在线评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及机械部件的测试领域，具体涉及基于人工智能的新材料在线评估方法及系统，其是针对机械设备上的橡胶密封圈寿命的测试，即通过获取各位置目标材料的环境指标、应力指标，确定目标材料在各位置的场景指标；根据各位置的环境温度、场景指标以及应力序列数据，计算任意两位置的工况接近度，对目标材料的不同位置进行划分，得到不同的组；根据压缩距离以及构建的神经网络模型，得到各组内各位置的预测压缩距离序列；比较预测压缩距离序列中各元素与设定压缩距离的大小，当存在至少两次连续的预测压缩距离小于等于设定压缩距离时，将对应位置的目标材料进行更换。本发明专利技术能够实时在线对新材料的老化性能进行测试，避免造成重大的设备损失。大的设备损失。大的设备损失。

New material online evaluation method and system based on Artificial Intelligence

【技术实现步骤摘要】
基于人工智能的新材料在线评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及机械部件的测试领域，具体为基于人工智能的新材料在线评估方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新材料的发展，越来越多的新材料被用于各行各业。以新型复合橡胶材料为例，其主要应用在军工、航空航天、医疗器械、机械及发电领域中，其不仅起到密封的作用，而且在机械结构的金属配件间起到缓震作用，防止相互磨损，造成比较高的损失。
[0003]以由复合橡胶材料制成的橡胶密封圈为例，橡胶密封圈由于具有良好的密封特性和缓震能力，在不同设备中得到了广泛的应用。常用作橡胶密封圈的材料有硅橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶以及天然橡胶等，这些材料在环境的长期作用下会发生缓慢的物理化学性能和机械性能退化，致使橡胶密封圈失去密封能力以及缓震能力。
[0004]目前对于复合橡胶材料监测通常是在其使用前或失效后进行的，主要通过人工加速老化试验或自然老化实验评估橡胶材料寿命，但由于实际使用环境复杂多变，难以精确表征动态环境下复合橡胶材料的使用寿命，过早更换复合橡胶材料会增加运维成本，而过晚更换则危害设备安全运行，造成更大损失；故对复合橡胶材料准确的寿命评估有着迫切的需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供基于人工智能的新材料在线评估方法及系统，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供的一种基于人工智能的新材料在线评估方法的技术方案，包括以下步骤：采集设定时间段内设备不同位置处的目标材料的环境温度，并计算环境指标；采集各位置处的目标材料的应力，得到各位置在设定时间段内的应力序列数据，基于每个位置的应力序列数据，计算各位置的应力指标；基于所述环境指标以及应力指标，确定目标材料在各位置的场景指标；根据各位置的环境温度、场景指标以及对应的应力序列数据，计算任意两位置的工况接近度，并对目标材料的不同位置进行划分，得到不同的组；采集每个组内的各位置在设定时间段内的设定应力对应的压缩距离，并构建神经网络模型，对每组内的各位置的目标材料进行预测，得到各组内各位置的预测压缩距离序列；依次比较所述预测压缩距离序列中各元素与设定压缩距离的大小，当存在至少两次连续的预测压缩距离小于等于所述设定压缩距离时，将对应位置的目标材料进行更换。
[0006]优选地，所述环境指标为根据获取的设定时间段内的环境温度的最大值、最小值以及温度均值计算得到。
[0007]优选地，所述应力指标为根据设定时间段内的应力序列数据的均值以及方差的比
值确定。
[0008]优选地，所述场景指标为其中，为第n个位置的环境指标，为第n个位置的应力指标。
[0009]优选地，所述预测压缩距离序列的获取方法为：（1）提取各组内的每个位置对应的设定应力的压缩距离，得到各位置的新的压缩距离序列，n为目标材料的位置，t为设定时间段的个数；（2）构建神经网络模型，对所述神经网络模型进行训练，得到训练好的神经网络模型；（3）将所述新的压缩距离序列输入到训练好的神经网络模型中，输出到未来一段时间对应的预测压缩距离序列。
[0010]优选地，所述目标材料为复合橡胶材料。
[0011]本专利技术还提供了一种基于人工智能的新材料在线评估系统，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的用于实现上述的基于人工智能的新材料在线评估方法的技术方案。
[0012]本专利技术的有益效果：本专利技术的方案通过获取各位置的环境指标、应力指标，确定目标材料在各位置的场景指标；根据各位置的环境温度、场景指标以及应力序列数据，计算任意两位置的工况接近度，并对目标材料的不同位置进行划分，得到不同的组；根据采集的压缩距离以及构建的神经网络模型，得到各组内各位置的预测压缩距离序列；依次比较预测压缩距离序列中各元素与设定压缩距离的大小，当存在至少两次连续的预测压缩距离小于等于设定压缩距离时，将对应位置的目标材料进行更换，其能够实时在线对新材料的老化性能进行测试，并及时更换，避免造成重大的设备损失。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它附图。
[0014]图1是本专利技术的基于人工智能的新材料在线评估方法的方法流程图。
具体实施方式
[0015]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的方案，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0016]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0017]本专利技术针对的是复合橡胶材料的寿命测试，首先复合橡胶材料的安装位置一般是处于各种医疗器械中两机械结构的夹层中，接触面积较大且较厚，其主要是减少使用过程中带来的机械碰撞以及减少振动影响医疗器械的诊断准确性，但随着时间、环境与出厂时质量的影响，复合橡胶材料的缓震性能老化情况不能及时确定，故需要采集复合橡胶材料在使用过程中的信息，对其进行监测与评估。
[0018]具体地，以目标材料为医疗设备中的复合橡胶材料为例，对本专利技术提供的基于人工智能的新材料在线评估方法进行介绍，请参阅图1所示，包括以下步骤：步骤1，采集设定时间段内设备不同位置处的目标材料的环境温度，并计算环境指标；采集各位置处的目标材料的应力，得到各位置在设定时间段内的应力序列数据，基于每个位置的应力序列数据，计算各位置的应力指标；基于所述环境指标以及应力指标，确定目标材料在各位置的场景指标。
[0019]具体地，在设备中的复合橡胶材料位置附近设置温度传感器，采集每天医疗设备所处环境温度，并记录温度最大值、最小值与平均温度，分别记为、、，其中n为复合橡胶材料的位置，t为设定时间段的个数，即在第t个设定时间段的温度序列为，其中包括三条时间序列：、、。
[0020]其中，环境指标为：其中，为第n个位置的复合橡胶材料在第t个设定时间内的温度最大值，为第n个位置的复合橡胶材料在第t个设定时间内温度最小值，为第t个设定时间内第n个位置的复合橡胶材料的温度序列的平均值。
[0021]需要说明的是，复合橡胶材料老化速度的主要影响因素之一为环境温度，由于复合橡胶材料的特性，不同的温度对相同的材料老化速度有不同的影响，如在较高或较低的温度下，老化速度会变快，缓震效果减弱，降低了材料的使用寿命。因此对于一些在高温或低温的情况下工作的医疗器械，设备上设置的复合橡胶老化程度显然也是不同的。
[0022]本实施例中的应力数据的采集，是通过设置在每个复合橡胶材料内部应力检测芯片装置进行应力数据的检测。需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的新材料在线评估方法，其特征在于，包括以下步骤：采集设定时间段内设备不同位置处的目标材料的环境温度，并计算环境指标；采集各位置处的目标材料的应力，得到各位置在设定时间段内的应力序列数据，基于每个位置的应力序列数据，计算各位置的应力指标；基于所述环境指标以及应力指标，确定目标材料在各位置的场景指标；根据各位置的环境温度、场景指标以及对应的应力序列数据，计算任意两位置的工况接近度，并对目标材料的不同位置进行划分，得到不同的组；采集每个组内的各位置在设定时间段内的设定应力对应的压缩距离，并构建神经网络模型，对每组内的各位置的目标材料进行预测，得到各组内各位置的预测压缩距离序列；依次比较所述预测压缩距离序列中各元素与设定压缩距离的大小，当存在至少两次连续的预测压缩距离小于等于所述设定压缩距离时，将对应位置的目标材料进行更换。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的新材料在线评估方法，其特征在于，所述环境指标为根据获取的设定时间段内的环境温度的最大值、最小值以及温度均值计算得到。3.根据权利要求1所述的基于人工智能的新材料在线评估方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王同伟，
申请(专利权)人：数聚山东医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：