[发明专利]耐火砖内部质量在线检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种质量检测技术领域，特别是涉及一种耐火砖内部质量在线 检测装置，通过在线检测装置采集耐火砖的敲击声音数据，利用主元分析加 Fisher判别式分析方法(PCA-FDA)，通过装置运算自动分析声音数据，判断耐火 砖内部是否存在缺陷，并进一步区分缺陷类别。

背景技术

进入21世纪以来，生产自动化和产品质量的提高一直都是工业生产的目标。 随着钢铁生产行业的高速发展，对耐火材料这个炼钢行业辅料的质量要求也逐 渐提高。烧结耐火砖是耐火材料主要应用之一。耐火砖作为炉衬材料、炉顶或 钢包内衬等参与了钢铁冶炼过程，是钢铁生产的重要辅助材料。目前我国钢铁、 建材等工业将进入控制总量、调整结构、持续稳步发展时期，耐火砖消耗总量 将有大幅度下降，所以今后若干年对中国耐火砖工业来说，是一个经历结构优 化，企业重组和品种结构调整的时期。这就要求耐火砖工业必须面对这些工业 技术进步和发展的挑战，抓住机遇，大力发展优质高效耐火砖。并保证其质量 可靠，以满足先进的高温工业发展和要求。

产品使用的可靠性是由其生产的质量和检验的可靠性共同决定的，所以为 了保证耐火砖在使用中的可靠性，保护人民生命和财产安全，有必要在耐火砖 生产技术达到一定水平的基础上，对其质量进行检测，确保耐火砖质量安全可 靠，避免发生不必要的事故造成损失。对于耐火砖的缺陷分两大类，其中一类 为表面缺陷，包括欠火砖、过烧砖(焦砖)、裂纹砖、压花砖及黑心砖等，这些缺 陷一般可以从形状特征或表面颜色区分，目前在耐火砖表面检测方面主要包括 面料表面裂缝、色斑、色度和尺寸等的检测。耐火砖内部缺陷检测。内部缺陷 检测从耐火砖生产有史以来就一直伴随着耐火砖生产，足以见得它的重要性， 但是，耐火砖的内部质量检测技术水平却一直没有太大的发展，至今为止，绝 大多数耐火材料生产厂家仍然采用传统的人工敲击听声法来实现耐火砖内部质 量检测。这种传统的人工敲击听声法考虑的是敲击在整体结构上的一个点所产 生的整体响应，通过区分敲击导致的声音变化来判断耐火砖内部是否存在缺陷。 这种方法只是用来确定耐火砖有无内部缺陷，这样检测有很多缺点：

1、不能进一步确定缺陷类型。

2、需要检测人员有丰富的经验。

3、无法客观判断检测结果的正确性和可靠性。

4、不能批量检测或大量抽检，只能小量抽检。

发明内容

本发明的目的，是提供一种耐火砖内部质量在线检测装置，本装置采用基 于声音的检测方法，根据敲击正常以及不同缺陷类耐火砖发出的声音不同的原 理，采集声音信号进行处理，获得数据，利用主元分析加Fisher判别式分析方 法(PCA-FDA)检测耐火砖内部是否存在缺陷，并进一步区分缺陷类别，能大幅 度提高耐火砖检测质量。

采用的技术方案是：

耐火砖内部质量在线检测装置，包括两个部分，即装置的硬件系统和软件 系统。

一、硬件系统采用模块化结构，包括DSP主处理模块、声音采集模块、PC 机串口通信模块、辅助外设模块和敲击模块。如图1所示。采用模块化结构， 组装和维护方便，安全性能高。

(1)DSP主处理模块

DSP主处理模块的主处理芯片采用Ti公司生产的TMS320VC5509A芯片， 完成数据处理和分析任务，外设的控制驱动和整个系统的调度任务。在主处理 模块中还要扩展存储器完成系统程序及系统运行时的数据存储。

(2)声音采集模块

声音采集模块主芯片采用Ti公司生产的TLV320AIC23芯片(声音编解码 器)来完成模拟信号采集。

(3)串口通信模块的主芯片采用Ti公司生产的异步通信器件TL16C550， 实现TMS320VC5509A串口通信。

(4)辅助外设模块

辅助外设模块包括电源与时钟模块、复位模块、JTAG接口、LCD显示接口 以及键盘输入接口。其中电源芯片采用TI公司的TPS73HD301。时钟模块的晶 振芯片采用TI公司的20MHz外部晶体。复位模块主要是当系统出现故障时， 重启CPU的。

(5)敲击控制模块

敲击模块主要是在线检测时，当检测到新的耐火砖到位时，发出敲击命令， 以使敲击装置动作。

二、耐火砖内部缺陷检测装置的软件系统