集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法及系统与流程

本发明涉及破碎机检测，尤其涉及集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法及系统。

背景技术：

1、现有破碎机衬板磨损监测技术主要通过两种途径实现：一是在衬板中嵌入矩阵式磨损检测棒或超声波测厚设备，实时测量衬板厚度变化与磨损量分布；二是基于衬板磨损理论，结合挤压力破碎模拟实验建立衬板表面破碎力分布模型，并通过超声波传感器测量磨损量来递推衬板受力状态。上述方案的实施依赖于对衬板工作面按均匀网格进行离散化采样，以及将冲击力分布视为可基于磨损量间接推导的准静态场量。这种间接测量与均匀采样的技术架构，导致系统需要同时部署多种类型传感器并依赖复杂的磨损-受力转换模型，增加了系统的硬件复杂性和信号处理难度。

2、在破碎机实际工作条件下，物料冲击具有毫秒级瞬态特性和显著的空间非均匀性，均匀网格采样难以捕捉冲击力在局部高能量区域的空间梯度变化，间接推导方式也无法真实反映冲击力与磨损之间的实时因果关系。与此同时，各测点之间缺乏统一的时基基准，不同采样通道的冲击响应信号存在时间错位，使得同一时刻各测点的受力状态无法在统一时间坐标系下进行空间重组。由此导致的问题包括：衬板工作面真实的瞬态冲击力空间分布难以重建，基于磨损量反推受力状态的方法存在较大的时滞与累积误差，难以支撑对衬板各区域磨损状态的精细化评估。

技术实现思路

1、本发明提供集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，包括：

3、s1：基于冲击能量空间分布先验模型，在衬板工作面实施非均匀变密度传感器阵列布局；

4、s2：采用全并行同步采集架构，实时采集非均匀变密度传感器阵列布局的冲击力响应信号；

5、s3：根据冲击力响应信号中的位置坐标与冲击力幅值，构建衬板工作面的同步冲击力空间分布矩阵；

6、s4：对同步冲击力空间分布矩阵进行冲击能量时空映射计算，得到冲击能量密度分布图；

7、s5：基于冲击能量密度分布图与预存的衬板材料磨损率-冲击能量密度映射曲线，评估衬板各区域的磨损状态和剩余寿命。

8、为了解决上述问题，本发明还提供集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测系统，所述系统包括：

9、布设排列模块，用于基于冲击能量空间分布先验模型，在衬板工作面实施非均匀变密度传感器阵列布局；

10、冲击采集模块，用于采用全并行同步采集架构，实时采集非均匀变密度传感器阵列布局的冲击力响应信号；

11、空间分布分析模块，用于根据冲击力响应信号中的位置坐标与冲击力幅值，构建衬板工作面的同步冲击力空间分布矩阵；

12、能量密度计算模块，用于对同步冲击力空间分布矩阵进行冲击能量时空映射计算，得到冲击能量密度分布图；

13、状态评估模块，用于基于冲击能量密度分布图与预存的衬板材料磨损率-冲击能量密度映射曲线，评估衬板各区域的磨损状态和剩余寿命。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、1.本发明通过基于历史运行数据构建冲击能量空间分布先验模型，指导衬板工作面实施非均匀变密度传感器阵列布局，并采用全并行同步采集架构实时获取各测点冲击力响应信号，进而将同步采集的冲击力幅值与位置坐标关联构建同步冲击力空间分布矩阵，通过对该矩阵进行冲击能量时空映射得到冲击能量密度分布图，最终结合材料磨损率-能量密度映射曲线评估各区域磨损状态。由此，本发明从根本上克服了背景技术所指出的均匀采样难以捕捉高能量区域空间梯度变化、以及间接推导方式引入时滞与累积误差的内在缺陷，实现了从瞬态冲击力响应到磨损状态评估的直接物理映射，为破碎机衬板提供了具备原位、实时、高空间分辨能力的磨损状态评估基础。

16、2.在实际实施过程中，如何将离散测点的冲击力响应数据转换为能够表征材料磨损驱动力的区域化物理量，是影响磨损评估准确性的关键因素。为此，本发明在构建同步冲击力空间分布矩阵之后，进一步提取各传感器位置的冲击力幅值时间序列并确定各次冲击的持续时间和幅值代表值，将同一位置各次冲击的幅值代表值与持续时间的乘积进行累加以获得冲击累积作用量，再将该累积作用量除以对应的检测区域面积，得到各检测区域的冲击能量密度值。该附加处理使得离散的测点冲击数据被转化为具有明确物理量纲（能量/面积）的区域化磨损驱动力指标，进而在独立权利要求所建立的同步采集与空间分布重建的基础之上，进一步提升了磨损状态评估结果对材料去除机理的表征准确性和区域化精细程度。

1.集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，冲击能量空间分布先验模型，包括：

3.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，基于冲击能量空间分布先验模型，在衬板工作面实施非均匀变密度传感器阵列布局，包括：

4.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，采用全并行同步采集架构，实时采集非均匀变密度传感器阵列布局的冲击力响应信号，包括：

5.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，根据冲击力响应信号中的位置坐标与冲击力幅值，构建衬板工作面的同步冲击力空间分布矩阵，包括：

6.如权利要求5所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，根据冲击力响应信号中的位置坐标与冲击力幅值，构建衬板工作面的同步冲击力空间分布矩阵，还包括：

7.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，对同步冲击力空间分布矩阵进行冲击能量时空映射计算，包括：

8.如权利要求7所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，得到冲击能量密度分布图，包括：

9.如权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，其特征在于，基于冲击能量密度分布图与预存的衬板材料磨损率-冲击能量密度映射曲线，评估衬板各区域的磨损状态和剩余寿命，包括：

10.集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测系统，其特征在于，用于实现权利要求1所述的集成压力传感器的破碎机衬板冲击力分布检测方法，所述系统包括：