无刷电机多极磁环磁通在线检测设备及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种检测装置领域，尤其涉及无刷电机多极磁环磁通在线检测设备及方法。
【背景技术】
[0002]目前市场通用磁通检测设备仅适用于实验室使用，并且需要人工判读产品是否合格，且无数据存储及追溯功能，无法满足汽车行业对无刷电机多极磁环在线快速检测、自动判断及数据记录追溯功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有磁通检测设备不能自动判断及数据记录追溯而提供的一种无刷电机多级磁环磁通在线检测设备。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:
无刷电机多极磁环磁通在线检测设备，包括检测设备，在检测设备上安装有将磁通信号转换成电压信号的霍尔传感器，还包括:
将霍尔传感器的电压信号进行采集的A/D卡；
对A/D卡采集的信号进行处理的处理器；
存储采集信号数据的存储装置；
生成标签的打印机；
A/D卡将采集的信号传送给处理器，处理器中存储有合格值范围，当A/D卡采集的信号处于处理器中的合格值范围的时候，处理器控制打印机打印标签，当A/D卡采集的信号处于处理器的合格值范围以外的时候，处理器发出报警信号。
[0005]处理器在处理信号时对每笔采集结果生成编码。
[0006]在处理器上设有I/O接口，在I/O接口处连接声光警报器，处理器发出报警信号后声光报警器工作。
[0007]无刷电机多极磁环磁通在线检测设备，包括电机、安装电机的支架、安装被测工件的工件安装架，电机的输出端通过联轴器连接工件安装架，在工件安装架的外部套设安装座，安装座固定在支架上，在工件安装架与安装座之间通过轴承连接，霍尔传感器安装在传感器支撑架上，传感器支撑架固定在支架上。
[0008]磁通检测设备检测方法，包括如下步骤:
程序初始化:
软件通过初始化，对数据卡及I/o卡进行初始化设置；
异常信号检测:
完成程序初始化后，程序通过I/o信号检测是否存在外围硬件故障或紧急停止信号； 等待检测启动:
若程序未检测到异常信号，程序进入等待状态；当程序检测到启动信号后，进入数据采样模块；
数据采样:
数据卡将按设置的速率及通道进行采样，并将数据传入工业计算机缓存区，并在程序中显示采样曲线；
数据处理:
程序将采集的数据信号进行多线程并行处理；在磁环检测过程，将由自动判断磁通曲线的过零点，并对曲线进行切割，按照用户设置提取磁通量的“波峰值”或“波谷值”；
数据存储:
通过结构化查询语言，将检测结果数据存入数据库；
显示判定结果:
程序通过设置，综合判定所有通道结果，并将结果显示在界面中；同时，通过工业计算机I/o接口，将合格/不合格信号输出到外围硬件设备，产品合格后，根据编码规则，生成产品唯一代码标签。
[0009]所述的数据采样为待测产品定位后，通过启动按钮启动伺服电机开始测量；通过霍尔传感器将磁通信号转换为电压信号；通过A/D卡采集相应的电压信号，并将电压信号转换为数字信号，送入工业计算机。
[0010]所述的数据处理是利用通带最平坦，阻带下降慢的特点，对磁通信号进行滤波处理，消除高频干扰；滤波后的结果有离散点，为判断过零点，并使数据量统一，采用最小二乘法对输入信号进行插值处理，为后续运算将数据长度进行标准化，并形成数组；将插值处理后的数组进行拟合，寻找纵座标为零的数组序号，并将数值为零处的数组序号i，j, k…进行记录，并储存相应位置；判断过零点数量，确认产品极数是否与设置的规格一致，如果不一致，则输出报警信号；如果一致，进入最小值判断流程；将第i~j，j~k，k~l...的数据分别提取；根据设置，调用提取“波峰”或“波谷”数据子程序，将区间数据进行提取；I)提取“波峰”区间数据:直接提取i~j，j~k，k~l...的数据；2)提取“波谷”区间数据:判断波形中两波峰位置，提取il~jl区间的数据；根据设置，寻找“波峰”或“波谷”数据；若寻找“波峰”，则寻找数组中最大值；若寻找“波谷”，则寻找数组中最小值；将波峰值/波谷值及其位置存入数组；判断是否完成所有极数判断，若未完成，返回切割第η级数据；完成则进入数据显示、存储流程；将结果进行显示，并存入数据库，并将最小值位置用不同颜色进行标识；判断是否所有波峰/波谷值都在允许范围内；若产品合格，则打印标签；不合格则报警。
[0011]本发明的有益效果:本设备通过霍尔传感器将磁通信号转换为电压信号，并通过A/D卡采集相应的电压信号后，送入工业计算机进行处理，以便产品质量检测；并将产品数据将自动存入数据库，以便追溯管理。能够同时检测多通道磁环磁通，自动根据设置提取磁通“波峰”或“波谷”值；设备能够对测量结果自动进行记录，并对产品生成唯一码，便于追溯管理；设备可根据设置边界值，对磁通产品进行判定，并通过I/O接口提供声光警报；软件编写方式灵活，仅需较小调整，就可应用于不同磁环测量场合。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的原理图；
图2为本发明的流程图； 图3为本发明软件操作界面图；
图4为本发明处理器切割数据示意图；
图5为提取波峰区间数据图；
图6为提取波谷区间数据图；
图7为本发明设备的剖视图；
图8为本发明设备的立体图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例
[0014]如图1-图8所示，无刷电机多极磁环磁通在线检测设备，包括检测设备，在检测设备上安装有将磁通信号转换成电压信号的霍尔传感器，还包括:
将霍尔传感器的电压信号进行采集的A/D卡；
对A/D卡采集的信号进行处理的处理器；
存储采集信号数据的存储装置；
生成标签的打印机；
A/D卡将采集的信号传送给处理器，处理器中存储有合格值范围，当A/D卡采集的信号处于处理器中的合格值范围的时候，处理器控制打印机打印标签，当A/D卡采集的信号处于处理器的合格值范围以外的时候，处理器发出报警信号。处理器在处理信号时对每笔采集结果生成编码。在处理器上设有I/O接口，在I/O接口处连接声光警报器，处理器发出报警信号后声光报警器工作。
[0015]所述的检测设备包括电机1、安装电机的支架2、安装被测工件的工件安装架3，电机的输出端通过联轴器4连接工件安装架3，在工件安装架3的外部套设安装座5，安装座5固定在支架2上，在工件安装架3与安装座5之间通过轴承6连接，霍尔传感器7安装在传感器支撑架8上，传感器支撑架8固定在支架2上。
[0016]霍尔效应是指在半导体上通过电流，并且电流方向与外界磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的方向上产生霍尔电动势的现象。利用该效应制成的半导体元件叫霍尔元件。霍尔元件结构简单、频率特性好、灵敏度高、体积小、寿命长，可应用于磁场检测。
[0017]本发明使用方法及原理:待测产品定位后，通过启动按钮启动伺服电机开始测量；通过霍尔传感器将磁通信号转换为电压信号；通过A/D卡采集相应的电压信号；处理器的测量软件将自动切割并提取磁通曲线中的“波峰”/ “波谷”值；软件将根据设置界限对产品进行判定，合格品将生成标签，不良品进行报警，提示操作人员进行相应处置；产品数据将自动存入数据库，以便追溯管理。
[0018]程序初始化:
软件通过初始化，对数据卡及I/o卡进行初始化设置，如采样速率、通道等；在工业现场使用过程中，测试系统中难免存在干扰及电子器件的零点漂移，必须通过数据卡采样后，进行归零补偿；并将缓存数据清除，提高工业计算机运行效率。
[0019]异常信号检测: 完成程序初始化后，程序通过I/O信号检测是否存在外围硬件故障或紧急停止信号，防止工伤或设备损坏。
[0020]等待检测启动:
若程序未检测到异常信号，程序进入等待状态。当程序检测到启动信号后，进入数据采样模块。
[0021]数据采样:
数据卡将按设置的速率及通道进行采样，并将数据传入工业计算机缓存区，并在程序中显示采样曲线。
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