一种高度检测的系统、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种高度检测的系统、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

在现代粉末冶金领域中，包套的装粉过程经常需要在真空状态下进行。如何判断包套内部或者与包套相连接的下粉管内部的粉末界面位置，在粉末完全填充满包套后，并且达到下粉管内部恰当的位置进行封焊操作，是生产过程中的一个难题。传统的判断包套或者下粉管内部金属粉末界面的方法是利用包套设计时内腔的体积计算出金属粉末在该种状态下的重量，辅助以目视检查方法来判断包套内粉末是否装满。该方法需要进行长时间的经验积累，当包套的形状复杂、腔内体积不好估算，或者加工误差较大时，有可能会出现理论装粉量与误差较大的现象，不能准确判断金属粉末界面的位置。如果包套内粉末不能填充满包套，则包套在热等静压后的收缩尺寸不能满足需求；如果金属粉末过多，则包套封焊工作无法顺利进行，并且会在一定程度上造成原材料的浪费；目视检查法可以较为准确的得知金属粉末界面的位置，然而金属下粉管壁并非透明，该方法只能用于观察不需要金属下粉管的包套装粉过程，并且该方法需要引入玻璃等易碎含硅组件，如果用目视检查法，则玻璃碎片可能会进入包套，引起夹杂缺陷，造成最终的性能缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高度检测的系统、方法、电子设备及存储介质，通过探针接触金属粉末构成回路检测电流的方式来对金属粉末的界面高度进行测量，提高了测量的准确度，保证了金属粉末的利用率。

第一方面，本申请实施例提供了一种高度检测的系统，所述系统包括：系统包括：下粉管、探针、高压发生器和电流检测器；所述探针从所述下粉管的顶部伸入到所述下粉管预设的第一位置，所述下粉管底部连接有包套；所述电流检测器和所述高压发生器分别与所述探针连接；

所述下粉管，用于装入金属粉末，并将金属粉末流转到所述包套中，以使所述包套装载金属粉末；

所述高压发生器，用于为所述探针提供电压；

所述探针，用于与所述下粉管中金属粉末接触的时候，将所述高压发生器和所述金属粉末连接为回路；

所述电流检测器，用于对所述回路进行电流检测，当检测到所述回路中电流达到预设值时表征金属粉末界面达到所述下粉管的第一位置。

在本申请一些技术方案中，上述系统还包括施压压头和封焊装置；

所述施压压头，用于在金属粉末界面达到所述下粉管的第一位置时，对所述下粉管进行压缩；

所述封焊装置，用于对压缩后的所述下粉管通过加热的方式进行封焊，以得到填装完毕的包套。

在本申请一些技术方案中，上述探针与所述下粉管之间通过陶瓷盖连接为系统，所述陶瓷盖上设置有开孔，所述探针通过开孔伸入到所述下粉管，所述陶瓷盖与所述下粉管之间设置有动密封装置，以保持所述下粉管的真空状态且所述探针与所述下粉管之间能够相对移动。

在本申请一些技术方案中，上述探针，还用于通过上下移动改变在所述下粉管中的位置，以使能够得到较好的封焊位置。

在本申请一些技术方案中，上述系统还包括报警装置；

所述报警装置，用于在所述电流检测器检测到回路中的电流达到预设值时，发出警报，以提示对所述下粉管进行封装。

在本申请一些技术方案中，上述系统还包括：反馈模块；

所述反馈模块，用于在所述电流检测器检测到回路中的电流达到预设值时，关闭下粉开关，以暂停下粉操作，在等待预设时长之后，重新开启下粉开关，以及其他后续操作。

在本申请一些技术方案中，上述探针还连接有活动把柄；

所述活动把柄，用于对所述探针进行上下移动。

第二方面，本申请实施例提供了一种高度检测的方法，应用于高度检测的系统，所述系统包括：下粉管、探针、高压发生器和电流检测器；所述探针从所述下粉管的顶部伸入到所述下粉管预设的第一位置，所述下粉管底部连接有包套；所述电流检测器和所述高压发生器分别与所述探针连接；所述方法包括：

从所述下粉管装入金属粉末，并将金属粉末流转到所述包套中，以使所述包套装载金属粉末；

使用所述高压发生器为所述探针提供电压；

在所述探针与所述下粉管中金属粉末接触的时候，使用所述探针将所述高压发生器和所述金属粉末连接为回路；

使用所述电流检测器对所述回路进行电流检测，当检测到所述回路中电流达到预设值时表征金属粉末界面达到所述下粉管的第一位置。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的高度检测的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的高度检测的方法的步骤。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请系统包括下粉管、探针、高压发生器和电流检测器；所述探针从所述下粉管的顶部伸入到所述下粉管预设的第一位置，所述下粉管底部连接有包套；所述电流检测器和所述高压发生器分别与所述探针连接；所述下粉管，用于装入金属粉末，并将金属粉末流转到所述包套中，以使所述包套装载金属粉末；所述高压发生器，用于为所述探针提供电压；所述探针，用于与所述下粉管中金属粉末接触的时候，将所述高压发生器和所述金属粉末连接为回路；所述电流检测器，用于对所述回路进行电流检测，当检测到所述回路中电流达到预设值时表征金属粉末界面达到所述下粉管的第一位置。本申请通过探针接触金属粉末构成回路检测电流的方式来对金属粉末的界面高度进行测量，提高了测量的准确度，提高粉末材料的利用率，提高封焊成功的可能性，进而提高成品率，降低包套内部粉末的氧含量。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种高度检测的系统的示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的另一种高度检测的系统的示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的一种高度检测的方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。

在现代粉末冶金工业装粉过程中，工艺要求包套装粉过程在高真空状态下(1×10～1Pa～1×10～4Pa)进行。包套装粉过程需要将金属粉末从粉管中通过下粉管在重力的作用下流入包套中并振实。如何确定包套内或者金属下粉管内的金属粉末界面位置，进而确定包套装粉过程是否完成是生产过程中的一个难题。传统的判断方案是利用包套设计时内腔的体积计算出金属粉末在该种状态下的重量，辅助以目视检查方法来判断包套内粉末是否装满。或者直接使用目视检查法，通过透过玻璃窗来观察金属粉末界面的位置，来预测包套粉末装满与否。

传统的判断方案是利用包套设计时内腔的体积计算出金属粉末在该种状态下的重量，辅助以目视检查方法来判断包套内粉末是否装满。该方法需要进行长时间的经验积累，当包套的形状复杂、腔内体积不好估算时，或者包套加工误差较大，出现应力变形等问题时，有可能会出现理论装粉量与误差较大的现象，不能准确判断金属粉末界面的位置。如果金属粉末界面位置过高，则压力焊接可能会密封不严，后期出现漏气的现象；如果金属粉末界面位置过低，则不能判断包套内粉末的具体情况，影响在热等静压过程中的收缩。目视检查需要引入观察窗，观察窗含有玻璃等易碎含硅组件，并且由于金属下粉管不透明的特性，此方式并不能直接运用在实际生产过程中。

基于此，本申请实施例提供了一种高度检测的系统、方法、电子设备及存储介质，下面通过实施例进行描述。

图1、图2示出了本申请实施例所提供的一种高度检测的系统的示意图，其中，所述系统包括了下粉管1、探针2、高压发生器3和电流检测器4；所述探针2从所述下粉管1的顶部伸入到所述下粉管1预设的第一位置，所述下粉管1底部连接有包套；所述电流检测器4和所述高压发生器3分别与所述探针2连接。

本申请实施例中通过所述下粉管1的顶部上下粉管1中装入金属粉末，金属粉末通过下粉管1流入到下粉管1底部的包套中，通过包套对金属粉末进行装载。为了保证下粉管1能有较好的封焊位置，本申请实施例在下粉管1中设置了探针2。通过高压发生器3为探针2施加电压，在探针2与金属粉末接触的时候，高压发生器3、探针2和金属粉末构成了回路。在电流检测器4检测探针2中电流达到预设值的时候表明金属粉末已经装填到了探针2的顶端处。

本申请实施例的高度检测系统中还设置了施压压头5和封焊装置6，在金属粉末装填至探针2的顶端处，能够对下粉管1直接进行封装得到装填完毕的包套。具体的，为了避免误差，本申请在在电流电测器检测到电流的时候，并未直接进行压缩，而是将测量的电流值与预设值进行了对比。本申请实施例认为金属粉末具有导电性，在金属粉末未填装到探针2顶端的时候，回路中也是可能存在电流的。所以本申请实施例设置了预设值，只有在回路中的电流达到预设值的时候才认为金属粉末填装到了探针2的顶端处。此时施压压头5对下粉管1进行压缩，然后使用封焊装置6对压缩后的下粉管1进行加热封焊，即可得到封装好的包套。

为了能够可以检测多个不同的高度，从多个不同的高度中确定出较好的封焊位置。本申请实施例在探针2与下粉管1之间设置了陶瓷盖，陶瓷盖将探针2与下粉管1连接为系统。陶瓷盖上设置有开孔，探针2通过开孔伸入到下粉管1中，减少了下粉管1的开口程度。在探针2伸入到下粉管1中之后，本申请实施例还在陶瓷盖与下粉管1之间设置了动密封装置。这里的动密封装置包括密封圈、聚四氟乙烯垫片、陶瓷绝缘环等。动密封装置在与探针2连接的时候，并为对探针2的位置进行限制，即探针2下粉管1中的位置是能够上下移动的，这里的移动可以是管理人员的拉伸或者电机驱动实现的。通过管理人员或者电机对探针2进行拉伸操作能够改变探针2在下粉管1中的位置，即将处于下粉管1中第一位置的探针2，改变为处于下粉管1中第二位置的探针2。不同位置的探针2在下粉管1中能够测量不同界面高度的金属粉末。在具体实施的时候，探针2具体的位置可以根据封焊位置进行设置。

为了减少管理人员的操作量，本申请实施例中所述系统还设置了反馈模块8，反馈模块8与下粉开关连接。这里的下粉开关控制下粉操作的开始和中断。在电流检测器4检测到回路中的电流达到预设值的时候，反馈模块8直接关闭下粉开关，给管理人员进行封装包套的时间。在等待预设的时长之后，反馈模块8重新开启下粉开关，以及其他后续操作，继续向下粉管1中装填金属粉末。在等待的时候，管理人员对装填完毕的包套进行封装，在封装之后更换上新的包套，进行下次装填。

为了避免在包套装满之后管理人员忘记操作，本申请实施例在该系统中还设置了报警装置7，报警装置7在电流检测器4检测到回路中的电流达到预设值时发出警报，以给管理人员进行提示。

本申请通过探针接触金属粉末构成回路检测电流的方式来对金属粉末的界面高度进行测量，提高了测量的准确度，提高粉末材料的利用率，提高封焊成功的可能性，进而提高成品率，降低包套内部粉末的氧含量。

作为本申请实施例中一种可选的实施例，本申请实施例中探针2为金属材质，金属探针2的具体要求为：良好的导电性、绝对的刚度、一定的强度、良好的加工性能与耐腐蚀性能。同时，探针2应保持与包套装粉系统一致或接近的化学成分。

两根金属探针2作为高压电源的正负极插入到金属的下粉管1中，为了不影响下粉管1内粉末流动速率，探针2的直径应保持在0.6～10mm，探针2在下粉管1内的长度应根据探针2插入下粉管1的位置和方向来确定。

将两根探针2分别与两根较粗的金属圆柱体连接，以较粗金属圆柱作为探针2在金属下粉管1内移动的把柄，可以方便操作人员对探针2上下位置的控制。较粗金属圆柱的直径为10～50mm，具体长度为50mm～500mm。探针2与金属圆柱连接的方式采用两个六瓣式内缩结构进行固定。金属圆柱上需要提前根据下粉管1的位置和长度标记好刻度，用来判断探针2底部在金属下粉管1内部的位置。两根金属探针2与较粗金属圆柱之间选用的六瓣式内缩结构，可以保证探针2与圆柱端面较好的垂直性，同时，不会引入焊接过程带来的缺陷。并且将两根较粗金属圆柱的尾端通过绝缘材料进行连接，可做成统一移动的把柄，方便操作。

下粉管1：装粉的下粉管1选用直径10～100mm，壁厚在2～20mm的金属无缝管，以保证粉末在其中有足够的流动速率。在下粉管1的上部车有外螺纹，同时适配做带有螺纹的陶瓷盖。在本申请实施例中，将以探针2从竖直方向上直插入下粉管1，同时粉末从斜45°方向流入下粉管1为例，来具体分析实现的过程。值得注意的是，当金属探针2与下粉管1处于不同相对位置的时候，其材料选用与插入深度区别很大。

下粉管1在斜向45°方向开叉，来接驳从上方注入的金属粉末。要保证此时在正上方与高压发生器3的金属探针2长度低于斜管开口的位置。当金属粉末界面淹没探针2的下端的时候，系统内形成闭合回路。此时高压发生器3在装粉过程中产生足够大的电压(不小于10000V)，会在闭合回路中产生信号电流(不小于100mA)。同样接在闭合回路中的电流检测器4会根据信号电流的大小判定粉末是否已经淹没探针2。同时，信号电流会激发感应报警器，来提醒操作人员进行下一步操作。同样，可以将信号电流经过放缩处理与信号转换后，来关闭系统中的其他组件，例如可以将信号电流转换为另一个闭合回路中的控制电流，来控制包套装粉系统中的下粉阀门，或者将其转换为封焊包套下粉口的信号电流等，或者进行其他后续操作。

陶瓷盖：陶瓷盖的材料为陶瓷或者其他刚性绝缘材料，在本申请实施例中以陶瓷盖为例。陶瓷盖需要打孔，孔径在10～50mm，2个，两孔边缘间隙在10～50mm。陶瓷盖作为保持探针2与金属下粉管1间的绝缘、下粉管1与检测系统之间的密封的主要组成部分而存在。

在陶瓷盖与下粉管1之间留有绝缘与密封的空间，在此放置合适大小的密封圈、聚四氟乙烯垫片、陶瓷绝缘环等。通过拧紧陶瓷盖与下粉管1之间的螺纹，下压密封系统中的弹性橡胶圈与刚性陶瓷垫片，来保证金属圆柱与盖之间一直处于绝缘与密封状态，这样即可保证与高压发生器3相连接的部分只存在一个闭合回路，又保证了操作人员的安全。同时即使由于工作需求需要移动金属圆柱与探针2的位置，其相对绝缘与密封的状态都不会被破坏。还可以减少需要密封部分，增加系统真空稳定性。

本申请实施例中所述系统还包括施压压头5，在接收到系统内的信号电流后，施压压头5开始对下粉管1施压。压头的规格为20mm×200mm，压头的行进速度为0.1～10mm/s，压力大小为10～2000MPa，压力保持时间为0.1～1000s。在压力施加到位后，保持压力，开始氧-乙炔焊接。

下粉管1封焊过程从接收到信号电流开始。氧-乙炔系统点火、加热开，当温度达到氧乙炔焊接温度时，通过添加适量的与母材牌号相同的焊丝，来保证接头的密封性。当焊接过程结束后，等整个系统冷却10-1000s后，泄压，分离包套与装粉设备，完成装粉过程。

在具体实施时，金属探针2的材料为具有合理的强度、刚度、导电性的金属，直径应保持在0.6～10mm，长度为10mm～1000mm；

较粗金属圆柱的材料为具有合理的物理化学性质，直径应保持在10～50mm，长度为50mm～500mm；

金属探针2与较粗金属圆柱之间的连接方式为六瓣式内缩结构；

陶瓷盖的材料为陶瓷或者其他刚性绝缘材料，直径为10～100mm，打孔，孔径在10～50mm，2个，两孔边缘间隙在10～50mm，螺纹长度为10～100mm；

下粉管1的材料为金属无缝管，直径为10～100mm，壁厚在2～20mm，长度为100～10000mm，需要在斜45°方向开叉；

施压压头5的尺寸为20mm×200mm，压头的行进速度为0.1～10mm/s，压力大小为10～2000mPa，压力保持时间为1～1000s。

氧乙炔焊接用焊丝为与母材同牌号，焊接完成后需要保压1～1000s。

在实际的生产过程中，包套装粉系统真空室的真空度为1.0×10-1～1.0×10-4Pa，粉末在金属管内的流动速率为1～200kg/h，金属下粉管1的实际内径为10～100mm。经实际测量，当电压达到不低于10000V时，可以使金属粉末与金属探针2之间产生至少100mA的电流。将电流检测装置的电流检测阈值调整到小于等于90mA，即可在探针2接触金属粉末界面的很短时间区间内(0.1～10s，该时间与下粉速率有关)激活感应报警装置7，并将信号电流传导至其他回路内，自动完成后续的操作。

封焊完成后的下粉管1内的金属粉末界面位置恰好在探针2尖端所处的位置，粉末在下粉管1内的利用率可以近似认为100％；下粉完成后移动探针2，系统的真空度并无波动，可以认为该密封方法对系统的真空度保持效果为100％；封焊完成后的包套在热等静压后测量氧含量，结果在100ppm以下，热等静压后的锭坯性能优良，完全满足工艺文件的实际要求；并且通过这种电流检测法控制装粉过程的结束阶段，极大的降低了包套内粉末装不满、振不实的概率。

总结本系统可以达到的技术效果：保持系统的真空度为1.0×10-1～1.0×10-4Pa，真空度保持率为100％；粉末在下粉管1内的位置恰好为需要的位置，粉末在下粉管1内的利用率为100％；封焊完成后的包套氧含量在100ppm以下；信号电流的二次开发利用，可以减少后续70％的人工操作；采用该系统获得的锭坯成品率再99％以上。

图3示出了本申请实施例所提供的一种高度检测的方法的流程示意图，其中，该方法包括步骤S101-S104；具体的：

S101、从所述下粉管1装入金属粉末，并将金属粉末流转到所述包套中，以使所述包套装载金属粉末；

S102、使用所述高压发生器3为所述探针2提供电压；

S103、在所述探针2与所述下粉管1中金属粉末接触的时候，使用所述探针2将所述高压发生器3和所述金属粉末连接为回路；

S104、使用所述电流检测器4对所述回路进行电流检测，当检测到所述回路中存在电流时表征金属粉末界面达到所述下粉管1的第一位置。

所述方法还包括：在金属粉末界面达到所述下粉管1的第一位置时，使用施压压头5对所述下粉管1进行压缩；使用封焊装置6对压缩后的所述下粉管1通过加热的方式进行封焊，以得到填装完毕的包套。

在所述电流检测器4检测到回路中的电流达到预设值时，使用报警装置7发出警报，以提示对所述下粉管进行封装。

在所述电流检测器4检测到回路中的电流达到预设值时，使用反馈模块8关闭下粉开关，以暂停下粉操作，在等待预设时长之后，重新开启下粉开关，以及其他后续操作。

下面对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图4所示，本申请实施例提供了一种电子设备，用于执行本申请中的高度检测的方法，该设备包括存储器、处理器、总线及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的计算机程序，其中，上述处理器执行上述计算机程序时实现上述的高度检测的方法的步骤。

具体地，上述存储器和处理器可以为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器运行存储器存储的计算机程序时，能够执行上述的高度检测的方法。

对应于本申请中的高度检测的方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述的高度检测的方法的步骤。

具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述的高度检测的方法。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。