[发明专利]基于时域瞬态分析的安全帽质量检测系统及检测方法

权利要求书

1.基于时域瞬态分析的安全帽质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、采集并存储安全帽穿刺试验整个测试过程中安全帽的受力力值变化数据；

B、基于上述受力力值变化数据，分析得到整个测试过程中安全帽的受力最大值，以确定安全帽的受力值上升段和受力值下降段；

C、若步骤B中的受力最大值超过安全标准值，则直接可确定安全帽质量不合格；若没有超过，则执行步骤D；

D、分别对受力值上升段数据和受力值下降段数据进行时域分析，判断是否存在力值突变情况：

D1、对受力值上升段数据进行时域分析，分析并判断受力值上升过程中是否存在力值突变情况：

(1)对采集存储的受力值上升段数据按照采样时间间隔Δt进行微分运算分析，分析安全帽受力值上升过程中两相邻采样点的力值变化量ΔN，依据ΔN/Δt得到相邻两个采样点力值变化的斜率；

(2)分析受力值上升过程中斜率的变化情况，根据受力值上升过程中的力值变化斜率的大小判断是否有力值突变情况；若力值没有突变，则说明安全帽质量合格；若力值存在突变，则分析确定发生力值突变的时间位置，进而判断是否存在临界损坏情况，所述时间位置是指在安全帽受力值上升过程中的初始段、中间段和最后段；

D2、对受力值下降段数据进行时域分析，分析并判断受力值下降过程中是否存在力值突变情况：

(1)对采集存储的受力值下降段的力值数据按照采样时间间隔Δt’进行数字微分运算分析，分析得到安全帽受力值下降过程中相邻两个采样点的力值变化量ΔN’，用ΔN’/Δt’得到相邻两个采样点力值变化的斜率；

(2)分析受力值下降过程中斜率的变化情况，根据受力值下降过程中的力值变化斜率的大小判断是否有力值突变情况发生；若力值没有突变，则说明安全帽质量合格；若力值存在突变，则说明安全帽存在临界损坏情况，安全帽质量不合格。

2.根据权利要求1所述的安全帽质量检测方法，其特征在于，所述步骤D1中，力值存在突变情况下，若力值突变发生在受力值上升过程中的初始段或中间段，虽然不存在临界损坏情况，安全帽质量合格，但其质量较差；若力值突变发生在受力值上升过程中的最后段，说明安全帽已经出现临界损坏的情况，安全帽质量不合格。

3.基于时域瞬态分析的安全帽质量检测系统，其特征在于，包括主控制模块、压力信号采集及转换模块、A/D转换器、存储器及液晶显示屏，存储器和液晶显示屏均与主控制模块相连；压力信号采集及转换模块通过A/D转换器与主控制模块相连，压力信号采集及转换模块用以将安全帽穿刺试验过程中安全帽所受压力值转换成电压信号，A/D转换器将该电压信号转换成主控制模块可以接收及处理的数字信号；

主控制模块包括受力最大值分析模块、受力值上升段分析模块和受力值下降段分析模块；所述受力值最大值分析模块用以获得安全帽穿刺试验过程中的受力最大值，初步判定安全帽质量合格与否，并确定安全帽的受力值上升段和受力值下降段；所述受力值上升段分析模块用以对安全帽受力值上升段数据进行时域分析，并判断是否存在力值突变情况，进一步判断该过程中安全帽是否存在临界损坏情况；受力值下降段分析模块用以对安全帽受力值下降段数据进行时域分析，并判断是否存在力值突变情况，进一步判断该过程中安全帽是否存在临界损坏情况；主控制模块的输出与液晶显示屏相连，以将数据分析过程中的判断参数及分析结果通过液晶显示屏显示。

4.根据权利要求3所述的安全帽质量检测系统，其特征在于，所述受力值上升段分析模块还包括力值突变时间位置分析模块，以分析判断力值突变发生在安全帽受力值上升过程中的初始段、中间段还是最后段。

5.根据权利要求4所述的安全帽质量检测系统，其特征在于，所述压力信号采集及转换模块采用压电式力传感器及电荷放大器，压电式力传感器的输出经电荷放大器与A/D转换器的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的安全帽质量检测系统，其特征在于，所述A/D转换器采用ADS1271，其与电荷放大器之间还连接有一前置处理电路，以对电荷放大器输出的电压信号进行预处理，且A/D转换器与主控制模块之间通过光电耦合器相连。