一种用于矿物材料的性能检测装置及方法

1.本发明涉及矿物材料检测设备技术领域，特别是一种用于矿物材料的性能检测装置及方法。


背景技术：

2.树脂矿物复合材料是一种新型的工程材料，又称树脂基矿物复合材料。与铸铁相比其主要优点有：常温下即可铸造，比铸铁材料的热容量高50％；与铸铁材料的比刚度接近；其对数衰减率比铸铁材料高，阻尼特性好。树脂矿物复合材料是以花岗岩等天然矿物颗粒为骨料、环氧树脂代替水泥，同时掺入适量的玻璃纤维、固化剂、增塑剂、稀释剂及填料，经过混合、振动、成型后，聚合反应固化而成的一种新型复合材料。目前树脂矿物复合材料的制备流程已经实现了自动化，但在对其进行性能检测的流程中仍存在不足的地方，其一是在制备树脂矿物复合材料时需要通过人工手动的对其进行检测，进而导致浪费较多的劳动力；其二是不能实时的对树脂矿物复合材料进行检测，并且不能根据检测机构检测到结果智能调节加工产线中的加工工艺参数，进而容易出现大批量不合格品的情况，造成严重的经济损失。


技术实现要素：

3.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于矿物材料的性能检测装置及方法。
4.为达到上述目的本发明采用的技术方案为：
5.本发明第一方面提供一种用于矿物材料的性能检测装置，包括检测模块以及通讯模块；
6.所述检测模块与矿物材料的加工产线连机生产，所述检测模块包括检测台，所述检测台上设置有固定台，所述固定台上固定安装有第一固定杆，所述第一固定杆上固定安装有第二固定杆，所述第二固定杆上固定安装有伸缩电机，所述伸缩电机的输出端配合连接有伸缩杆，所述伸缩杆的末端固定连接有第一滑动块；
7.所述检测台上设置有第一支撑座与第二支撑座，所述第一支撑座上设置有第一电机，所述第二支撑座上设置有第二电机，所述第一电机与第二电机对称设置，所述第一电机的输出端配合连接有第一推杆，所述第一推杆上配合连接有第一应变片，所述第二电机的输出端配合连接有第二推杆，所述第二推杆的输出端配合连接有第二应变片；
8.所述通讯模块设置在所述检测台上，所述通讯模块能够将所述检测模块生成的反馈信号反馈至所述加工产线的控制端上，使得所述控制端能够根据反馈信号调节所述加工产线的加工工艺参数。
9.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一滑动块的底部设置有固定块，所述固定块上可拆卸安装有冲击头。
10.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一固定杆上设置有安装块，所述安
装块上设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块与所述第一滑动块固定连接。
11.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述安装块上还设置有伸缩机构，所述伸缩机构包括固定杆与活动杆，所述活动杆滑动连接在所述固定杆上，所述活动杆的末端配合连接有万向转动器，所述万向转动器上配合连接有超声波检测仪。
12.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述冲击头上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述伸缩电机通信连接。
13.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述检测台上设置有电动导轨，所述电动导轨上配合连接有电动导块，所述电动导块配合连接有固定座，所述固定座的四个边角上设置有四块支撑块。
14.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一应变片与第二应变片通过导线与应变测量仪相连，进而通过所述应变测量仪测量出待测工件在受力过程中的应变力。
15.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一应变片与第二应变片至少包括一个感应电极，所述感应电极用于接触待测工件的外表面且接收待测工件在受力时传达的力信号，且所述第一应变片与第二应变片设置有接触待测工件外表面的参比电极，所述参比电极用于检测待测工件形变量与形变方向。
16.本发明第二方面提供了一种用于矿物材料的性能检测装置的控制方法，应用于任一项所述的一种用于矿物材料的性能检测装置，包括如下步骤：
17.在预设时间内通过冲击头对待测工件施加预设变化量的作用力；
18.获取在预设时间内应变测量仪的参数值；所述参数值包括工件在受力时的形变量；
19.基于所述在预设时间内应变测量仪的参数值计算出参数变化率；
20.判读所述参数变化率是否小于预设变化率；
21.若是，则生成第一反馈信号；
22.通过通讯模块将所述第一反馈信号反馈至加工产线的控制端上。
23.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，在预设时间内通过冲击头对待测工件施加预设变化量的作用力的步骤之后还包括如下步骤：
24.通过超声波检测仪对待测工件进行检测，并提取超声波反馈的特征信息；
25.基于所述超声波反馈的特征信息判断工件是否出现破坏情况；其中，所述破坏情况包括裂纹、断裂；
26.若出现破坏，则获取工件的形变量；
27.判断所述形变量是否小于预设阈值；
28.若是，则说明破坏类型为脆性破坏，此时生成第二反馈信号；
29.通过通讯模块将所述第二反馈信号反馈至加工产线的控制端上；
30.若否，则说明破坏类型为塑性破坏，此时生成第三反馈信号；
31.通过通讯模块将所述第三反馈信号反馈至加工产线的控制端上。
32.本发明解决了背景技术中存在的技术问题，本发明具备以下有益效果：通过检测模块能够自动的对树脂矿物复合材料进行品质检测并生成检测结果，检测模块再基于检测结果生成反馈信号，再通过通讯模块将反馈信号反馈至加工产线的控制端上，从而使得加工产线能够自动的调节加工工艺参数，从而实现了自动、精准的调节加工参数的过程，并且
能够避免出现大规模不合格产品的情况发生，避免造成严重的经济损失。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他实施例的附图。
34.图1为本装置的立体结构示意图；
35.图2为本装置的另一视角列提结构示意图；
36.图3为本装置的部分结构示意图；
37.图4为冲击头的结构示意图；
38.图5为固定座的结构示意图；
39.图6为一种用于矿物材料的性能检测装置的控制方法的整体流程图；
40.图7为一种用于矿物材料的性能检测装置的控制方法的部分流程图；
41.附图标记说明如下：101、检测台；102、固定台；103、第一固定杆；104、第二固定杆；105、伸缩电机；106、伸缩杆；107、第一滑动块；108、电动导轨；109、电动导块；201、固定座；202、支撑块；203、第一支撑座；204、第二支撑座；205、第一电机；206、第二电机；207、第一推杆；208、第一应变片；209、第二推杆；301、第二应变片；302、固定块；303、冲击头；304、安装块；305、滑轨；306、滑块；307、伸缩机构；308、万向转动器；309、超声波检测仪。
具体实施方式
42.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
45.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中
给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
46.如图1-5所示，本发明第一方面提供一种用于矿物材料的性能检测装置，包括检测模块以及通讯模块。
47.所述通讯模块设置在所述检测台101上，所述通讯模块能够将所述检测模块生成的反馈信号反馈至所述加工产线的控制端上，使得所述控制端能够根据反馈信号调节所述加工产线的加工工艺参数。
48.需要说明的是，在自动生产车间中，在进行生产树脂矿物复合材料时，需要在预设的时间间隔内需要对树脂矿物复合材料成品进行品质检测，进行判断当前自动加工产线的加工工艺参数是否合格，若不合格，则需要校正加工产线中上的加工工艺参数，在现有的解决方法中，这一过程是通过人工将加工产线上的树脂矿物复合材料转移至检测机构上检测，然后再通过人为经验依靠检测机构得出的检查数据手动的校正加工产线上的加工工艺参数，其调节精度受人为因素影响，可靠性不高，并且在检测过程中不能实现自动化，浪费劳动力。而在本发明中检测模块与制备树脂矿物复合材料的加工产线连机，通过检测模块能够自动的对树脂矿物复合材料进行品质检测并生成检测结果，检测模块再基于检测结果生成反馈信号，再通过通讯模块将反馈信号反馈至加工产线的控制端上，从而使得加工产线能够自动的调节加工工艺参数，从而实现了自动、精准的调节加工参数的过程，并且能够避免出现大规模不合格产品的情况发生，避免造成严重的经济损失。
49.如图1、2、4所示，所述检测模块与矿物材料的加工产线连机生产，所述检测模块包括检测台101，所述检测台101上设置有固定台102，所述固定台102上固定安装有第一固定杆103，所述第一固定杆103上固定安装有第二固定杆104，所述第二固定杆104上固定安装有伸缩电机105，所述伸缩电机105的输出端配合连接有伸缩杆106，所述伸缩杆106的末端固定连接有第一滑动块107。
50.如图1、5所示，所述检测台101上设置有电动导轨108，所述电动导轨108上配合连接有电动导块109，所述电动导块109配合连接有固定座201，所述固定座201的四个边角上设置有四块支撑块202。
51.如图3所示，所述检测台101上设置有第一支撑座203与第二支撑座204，所述第一支撑座203上设置有第一电机205，所述第二支撑座204上设置有第二电机206，所述第一电机205与第二电机206对称设置，所述第一电机205的输出端配合连接有第一推杆207，所述第一推杆207上配合连接有第一应变片208，所述第二电机206的输出端配合连接有第二推杆209，所述第二推杆209的输出端配合连接有第二应变片301。
52.如图4所示，所述第一滑动块107的底部设置有固定块302，所述固定块302上可拆卸安装有冲击头303。
53.需要说明的是，检测台101上还搭载有上下料机构，所述上下料机构可以是上下料机械手，上下料机械手为现有常见的技术，在此不对其结构特征多做说明。通过上下料机械手将加工产线上的树脂矿物复合材料夹持至固定座201上，并使得四块支撑块202分别支撑住树脂矿物复合材料底部的四个边角。接着驱动电动导块109，使得电动导块109带动固定座201沿电动导轨108上滑移至冲击头303的正下方，此时驱动第一电机205与第二电机206，
使得第一电机205与第二电机206带动第一推杆207与第二推杆209推出，进而使得第一应变片208与第二应变片301对贴在树脂矿物复合材料的两侧。第一应变片208与第二应变片301贴合完毕后，驱动伸缩电机105，使得伸缩电机105带动伸缩杆106下移，进而带动冲击头303下移至树脂矿物复合材料上表面的中部，然后在预设时间内通过冲击头303对树脂矿物复合材料施加预设变化量的作用力，在此过程中，通过应变测量仪测量出树脂矿物复合材料在受力时的应变量与应变力，然后生成检测结果。测量完成后，驱动电动导块109往外移动，然后再通过上下料机械手将固定座201上的树脂矿物复合材料转移下料，进而完成一个测试过程。
54.如图1所示，所述第一固定杆103上设置有安装块304，所述安装块304上设置有滑轨305，所述滑轨305上滑动连接有滑块306，所述滑块306与所述第一滑动块107固定连接。
55.需要说明的是，通过冲击头303对树脂矿物复合材料施加压力的过程中，滑块306与滑轨305起到了导向作用，能够避免因冲击头303受到树脂矿物复合材料的反作用力而出现位置偏移的情况，进而使得冲击头303对树脂矿物复合材料的施力点位置不会发生偏移，进一步保证测试结果的可靠性。
56.所述安装块304上还设置有伸缩机构307，所述伸缩机构307包括固定杆与活动杆，所述活动杆滑动连接在所述固定杆上，所述活动杆的末端配合连接有万向转动器308，所述万向转动器308上配合连接有超声波检测仪309。
57.需要说明的是，通过驱动伸缩机构307，使得伸缩机构307带动超声波检测仪309上下移动，进而使得超声波检测仪309能够在不同的水平高度位置对受力时的树脂矿物复合材料进行扫描检测；通过万向转动器308，使得万向转动器308带动超声波检测仪309在不同的角度对树脂矿物复合材料进行扫描检测；这样一来，便能够全面采集树脂矿物复合材料反馈的声波信号，进而提供更全面的检测数据，进一步提高检测结果的可靠性。
58.所述冲击头303上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述伸缩电机105通信连接。
59.需要说明的是，在预设时间内通过冲击头303对待树脂矿物复合材料施加预设变化量的作用力，通过压力传感器采集预设时间上的实时压力值，将实时压力值与预设压力值进行比较，若所述实时压力值过大或过小，压力传感器会将信号反馈至伸缩电机105上，伸缩电机105接收到信号后，再根据测试的实时力值调整伸缩杆106的伸缩量，进而调整冲击头303与树脂矿物复合材料之间的压力值，使得实时压力值保持在预设范围上，进一步提高检测结果的可靠性。
60.所述第一应变片208与第二应变片301通过导线与应变测量仪相连，进而通过所述应变测量仪测量出待测工件在受力过程中的应变力。
61.所述第一应变片208与第二应变片301至少包括一个感应电极，所述感应电极用于接触待测工件的外表面且接收待测工件在受力时传达的力信号，且所述第一应变片208与第二应变片301设置有接触待测工件外表面的参比电极，所述参比电极用于检测待测工件形变量与形变方向。
62.需要说明的是，首先，通过冲击头303对树脂矿物复合材料施加作用力时，树脂矿物复合材料受力后会发生一定程度的形变，进而产生一定的形变量，然后再通过参比电极测量出树脂矿物复合材料不同受力程度时的形变量以及形变的方向。其次，通过感应电极
获取树脂矿物复合材料在发生形变时力的大小、力的作用点、力的方向，并记录这些数据，使得用户能够对数据进行详细的分析，进而进一步研究树脂矿物复合材料的力学性能。
63.本发明第二方面提供了一种用于矿物材料的性能检测装置的控制方法，应用于任一项所述的一种用于矿物材料的性能检测装置，如图6所示，包括如下步骤：
64.s102：在预设时间内通过冲击头对待测工件施加预设变化量的作用力；
65.s104：获取在预设时间内应变测量仪的参数值；所述参数值包括工件在受力时的形变量；
66.s106：基于所述在预设时间内应变测量仪的参数值计算出参数变化率；
67.s108：判读所述参数变化率是否小于预设变化率；
68.s110：若是，则生成第一反馈信号；
69.s112：通过通讯模块将所述第一反馈信号反馈至加工产线的控制端上。
70.需要说明的是，在预设时间内通过冲击头303对树脂矿物复合材料施加预设变化量的作用力时，树脂矿物复合材料受力后会发生一定程度的形变，进而产生一定的形变量，在此过程中通过应变测量仪读取出树脂矿物复合材料在不同受力程度时形变量参数值，进而计算出参数变化率，然后判断所述参数变化率是否小于预设变化率，若小于，则说明当前检测的树脂矿物复合材料的弹性模量值较低，说明在制备树脂矿物复合材料时所添加的环氧树脂含量较低，而矿物颗粒骨料含量较多，导致在制备时骨料不能被充分浸润，无法提供有效的界面粘结力，从而造成树脂矿物复合材料成品的刚度较大，当树脂矿物复合材料成品受到外力时，骨料接触面上易产生应力集中现象，造成其形变量过小，故树脂矿物复合材料的弹性模量较低，产品不合格，此时检测模块则根据该检测结果生成第一反馈信号，再通过通讯模块将所述第一反馈信号反馈至加工产线的控制端上，使得加工产线的控制端加大制备树脂矿物复合材料时环氧树脂的用量，进而提高树脂矿物复合材料的弹性模量，从而实现了自动、智能调节的功能，可靠度高，并且不需要人为干涉，大大节省了劳动力。
71.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，如图7所示，在预设时间内通过冲击头对待测工件施加预设变化量的作用力的步骤之后还包括如下步骤：
72.s202：通过超声波检测仪对待测工件进行检测，并提取超声波反馈的特征信息；
73.s204：基于所述超声波反馈的特征信息判断工件是否出现破坏情况；其中，所述破坏情况包括裂纹、断裂；
74.s206：若出现破坏，则获取工件的形变量；
75.s208：判断所述形变量是否小于预设阈值；
76.s210：若是，则说明破坏类型为脆性破坏，此时生成第二反馈信号；
77.s212：通过通讯模块将所述第二反馈信号反馈至加工产线的控制端上；
78.s214：若否，则说明破坏类型为塑性破坏，此时生成第三反馈信号；
79.s216：通过通讯模块将所述第三反馈信号反馈至加工产线的控制端上。
80.需要说明的是，通过冲击头303对树脂矿物复合材料施加特定大小的作用力后，通过超声波检测仪309检测树脂矿物复合材料是否出现破坏的情况，例如其内部出现裂纹或者直接断裂等，若树脂矿物复合材料出现受损破坏的情况，则通过应变测量仪获取当前时刻树脂矿物复合材料的形变量，并且判断所述形变量是否小于预设阈值。若所述形变量小于预设阈值，则说明树脂矿物复合材料在形变量很小或没有发生形变的前提下便已经出现
了破坏的情况，此种情况为脆性破坏，此时说明在加工产线制备树脂矿物复合材料时，添加的固化剂用量过多，使得体系在短时间内发生剧烈的固化反应，导致树脂矿物复合材料成品脆性较大而塑性不足，从而导致树脂矿物复合材料的力学性能变差，使得树脂矿物复合材料在受到预设大小的作用力后发生形变或仅发生微量形变便发生破坏的情况，说明当前测试的树脂矿物复合材料成品不合格，此时检测模块根据该检测结果生成第二反馈信号，再通过通讯模块将所述第二反馈信号反馈至加工产线的控制端上，使得加工产线的控制端降低制备树脂矿物复合材料时固化剂的用量，进而降低树脂矿物复合材料的脆度，进而提高树脂矿物复合材料的力学性能。
81.若所述形变量是大于预设阈值，则说明树脂矿物复合材料在受到预设大小的作用力时其形变程度较大，发生了塑性破坏情况，说明该树脂矿物复合材料成品的塑性较大而刚性不足，说明在制备树脂矿物复合材料时添加的固化剂含量过低，其刚度不足，在其受到预设大小的作用力时，其形变量过大，并且出现塑性破坏情况，说明当前测试的树脂矿物复合材料成品不合格，此时检测模块根据该检测结果生成第三反馈信号，再通过通讯模块将所述第三反馈信号反馈至加工产线的控制端上，使得加工产线的控制端加大制备树脂矿物复合材料时固化剂的用量，进而提高树脂矿物复合材料的刚度，进而提高树脂矿物复合材料的力学性能。
82.以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。