CN105466656A - 颗粒碰撞噪声检测分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒碰撞噪声检测分析仪，检测分析仪控制激励装置执行振动、冲击及转动，使存在于被测件内部的多余物对壳体产生相对移动，并产生声波信号，信号通过传感器传输到主机，主机及固化软件自动比对分析判断多余物类型生成测试报告。本发明能判断分析中小及大型航空、航天、电子、兵器、船舶设备内是否存在可动多余物，分析多余物类型。本发明的有益效果；多点同步测试及模块化组合测试台面大小，独立区分各检测点信号；自定义运动执行程序，4-64路检测信号同时输入；对非平面被测件能柔性贴合其不规则曲面，保障信号传递不衰减；结合数据库分析可动多余物数量、材质特点。

Description

颗粒碰撞噪声检测分析仪

技术领域

本发明属于机械电子技术领域，具体涉及数据采集控制电路的设计制造、模拟数字信号处理，激振器及其功放设计制造、转动台设计制造、超声传感器设计制造、传感器通道扩展台设计制造和信号控制分析软件的编写。

背景技术

同类：国内没有专业用于封装器件多余物检测分析的颗粒碰撞噪声检测分析仪。国外仅美国有用于检测小型封装电子器件的粒子碰撞噪声检测仪。

相关：本发明中涉及的部分部件国内有类似应用，但本发明中有特殊改动：

1.常规激振器能实现振动激励而不能实现1000g的冲击，本发明的激振装置能实现振动及1000g高冲击。

2.常规控制电路能输出激振器控制信号而不能输出转台控制信号，本发明可实现激振器及转台控制。

3.常规超声传感器在高频应用较广，而同时应用于低频及高频领域且能多点扩展的没用，本发明中可实现多点及宽屏兼容。

4.常规转台能收到控制，本发明可集成软件控制

5.相关软件能实现数据采集信号分析功能，但不能实现数据库自动对比多余物类型，本发明可以自动调用数据库多余物类型。

具体比较：国内无专业用于封装器件可动多余物检测的颗粒碰撞噪声检测分析仪无可比性。仅美国有用于检测小型封装电子器件的粒子碰撞噪声检测仪。该仪器能测试500克以下的带扁平面的电子元件，不带分析功能。本发明中的颗粒碰撞噪声检测分析仪能测试3吨以下被测产品(含整机及部件)，测试产品形状不受限制，带分析功能能自动识别多余物类型及报告产生原因。

国内尚无颗粒碰撞噪声检测分析仪设备，属于技术市场空白。国外颗粒碰撞噪声检测设备仅能用于500g以下，带规则平面的电子器件，不能满足航空、航天、电子、船舶、兵器等领域对大型及异形部件及整机的多余物测试分析要求。

国内急需发明一款能满足航空、航天、电子、船舶、兵器、等领域对大型及不规则形状部件及整机内多余物测试分析的设备。

发明内容

发明目的：判断分析小型及大中型航空、航天、电子、兵器、船舶设备内是否存在可动多余物，分析多余物类型，改善生产工艺，避免多余物引入，提高产品可靠性。采用多激励方式包括激振器(振动台)驱动激励及转台转动驱动激励，采用大推力功放驱动提激振器及转台可搭载被测物重量，采用多通道传感器分部接入感测不同部位粒子噪音，

采用集成软件控制实现驱动信号输出，传感器信号输入，及数据库自动比对分析功能，实现对大型及异形被测产品的多余物自动检测分析，克服了国外产品单通道控制、单通道输入仅能测试500克以下规则外形被测件的缺点。

解决本发明的具体技术方案：控制电路输出设定控制程序，使仪器运动激励单元：振动台及转台搭载被测试件运动，对被测件产生振动或转动使存在于其内部的多余物如焊锡、塑料碎片、螺钉、垫片等对壳体产生相对移动，并产生声波信号，该信号由多路柔性贴合感测传感器感测，传递到主机通过软件分析结合数据库判断是否存在可动多余物及多余物数量、材质特点，并出具分析报告及产线生产改进建议，达到减少及避免多余物引入提高产品可靠性目的。

本发明的有益效果组成：

1.仪器能多点分别测试及模块化组合测试台面大小，测试台面大小可模块化扩展，能独立区分各检测点信号。每个测试小台面由4个检测点组成，小台面可叠加组成大的测试台面，从而能测更大的被测试件(被测件尺寸大于150mmX150mm，小于3mX3m)。

2.仪器可自由设定运动执行程序，振动值10g-20g，频率45Hz-250Hz，冲击200g-1000g，转速控制0-100转/分钟，声学信号4-64路同时输入，感测通道由4路、8路、12路、16路模块化组合，最大可达64路信号输入。灵敏度75dB(0dB＝1v/ms)，0.3Hz高通滤波。

3.对非平面被测件能柔性完全贴合其不规则曲面，保障信号传递不衰减。

4.能结合数据库，分析可动多余物数量、材质特点。

附图说明

1.图1颗粒碰撞噪声检测分析仪结构图

(1)检测分析仪主机(16通道输入2通道输出单通道采样率100kHz-1.25MHz支持ICP供电低通滤波0.3Hz含固化软件输出正弦振、及冲击波形及转台驱动波形。

(2)激励装置a：电磁激振器

(3)激振器功率放大器

(4)激振装置2，转动台(含驱动电机及电路)

(5)单点传感器感测单元

(6)模块化传感器感测单元

(7)被测试件1

(8)被测试件2

(9)高冲击改进装置

(10)旋转布线装置a

(11)旋转布线装置b

2.图2模块化传感器感测单元

3.图3单点及模块化传感器柔性贴合示意图

4.图4电磁振动台及高冲击改进装置

5.图5转台旋转布线装置

具体实施方式

通过仪器软件设定冲击幅值1000g振动幅度值10-20g频率60-120Hz，振动时间3秒，重复次数3次，报警信号10mv-20mv，通过仪器软件设定转动速度30rpm，报警信号10-20mv，启动运动激励电源，驱动信号分别通过端口1，及端口2驱动振动台及转台，振动台搭载粒子声学传感器检测模块4-64路感测被测件信号并反馈，转台采用单点分布粒子声学传感器感测信号并反馈。模拟信号经滤波处理A/D转换进入主机。当被测件内部存在可动多余物时这些多余物如焊锡、塑料碎片、螺钉、垫片等对壳体产生相对移动，并产生声波信号，该信号由被采集分析结合数据库判断是否存在可动多余物及多余物数量、材质特点，并出具分析报告及产线生产改进建议。

实施例：

1.采用16通道输入2通道输出采集控制电路(可扩展)通过PCI总线(或PXI、USB)通信形式集成到具备PC功能主机。

2.采用matlab(vb，c或labview)编程驱动程序及操作软件。

3.设计带功独立功放系统具备大推力振动台(0-3吨)振动台采用集成冲击装置可实现1000g高冲击。

4.设计制造带独立电机驱动的转台，信号传递采用滑环或绕线器形式。

5.设计制造单点高灵敏度粒子声学传感器，及传感器集成模块(分平面通用设计及曲面柔性设计。

6.部件连接机箱集成，仪器内部部件外观设计。

7.功能实现。

Claims (8)

1.本发明是一种颗粒碰撞噪声检测的分析仪器，包括检测分析仪主机及固化软件(1)、激励装置a：电磁激振器(2)、激振器功率放大器(3)、激振装置b：转动台(含驱动电机及电路)(4)、单点传感器感测单元(5)、模块化传感器感测单元(6)，其特征在于检测分析仪主机及固化软件(1)分别或同时控制激励装置a：电磁激振器(2)执行振动、1000g冲击及激振装置2：转动台(含驱动电机及电路)执行转动激励，使存在于其内部的多余物如焊锡、塑料碎片、螺钉、垫片等对壳体产生相对移动，并产生声波信号，对应的粒子噪声信号通过能与被测件柔性贴合的单点传感器单元(5)或能扩展测试台面大小的模块化传感器感测单元(6)，感测传输到主机及固化软件(1)，主机及固化软件(1)自动比对分析判断多余物类型并生成测试报告。

2.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是检测分析仪主机及固化软件(1)具备多路控制信号输出功能(2-8路)可分别或同时控制激励装置a：电磁激振器(2)执行振动，1000g冲击及激振装置b：转动台(含驱动电机及电路)(4)执行转动激励。

3.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是检测分析仪主机及固化软件(1)调用数据库参数自动比对分析判断多余物数量类型材质生成测试报告。

4.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是检测分析仪主机及固化软件(1)同时具备多路可扩展4-64路信号输入。

5.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是激励装置a：电磁激振器(2)可同时执行45-250Hz振动，通过加装冲击增强装置能执行1000g高冲击。

6.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是激振装置b：转动台(含驱动电机及电路)(4)具有旋转接线装置，能将转动被测件的感测信号引出传送到检测分析仪主机及固化软件(1)，并同步执行输入控制信号的转动激励，完成大载重范围0-3吨的被测件激励驱动。

7.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是单点传感器感测单元(5)具有和非平面被测件柔性贴合功能，对非平面被测件能柔性完全贴合其不规则曲面，保障信号传递不衰减。

8.根据权利要求1所述的颗粒碰撞噪声检测分析仪，其特征是模块化传感器感测单元(6)能模块化扩展感测面积，测试台面大小可模块化扩展，能独立区分各检测点信号，小台面可叠加组成大的测试台面，从而能测更大的被测试件。