[發(fā)明專利]一種基于PC/104嵌入式系統(tǒng)的便攜式ACFM檢測儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310057867.6
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103412038A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;陳國明;張祎達;張傳榮;李準;劉鳳;劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PC/104嵌入式系統(tǒng)的便攜式ACFM檢測儀。

背景技術(shù)

隨著石油勘探開發(fā)力度地加大，石油裝備的工作環(huán)境越來越惡劣，直接導(dǎo)致失效事故也隨之增加，石油裝備的安全可靠性，如今已成為當今社會關(guān)注的熱點。綜上所述，石油工業(yè)的安全問題日漸突出，當今工業(yè)環(huán)境對無損檢測儀器的性能提出了更高的要求。無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認。

交流電磁場檢測(Al?ternat?ing?Current?Fie?ld?Measurement)無論對于壓力容器還是海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)，都有大量地應(yīng)用和一定范圍的可靠性。為保證石油工業(yè)設(shè)備的安全運行，實現(xiàn)快速便捷檢測，提供裝備表面缺陷可靠檢測結(jié)果，減少事故地發(fā)生，如今迫切需要一套便攜式ACFM檢測儀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不僅結(jié)構(gòu)合理而且具有豐富人機交互功能，低成本、高效率的基于PC/104的便攜式ACFM檢測儀。

本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種基于PC/104嵌入式系統(tǒng)的便攜式ACFM檢測儀，包括發(fā)生激勵信號的信號發(fā)生模塊、檢測工件表面的探頭、對模擬信號進行預(yù)處理的信號調(diào)理模塊、供儀器各單元用電的電源模塊、數(shù)據(jù)存儲與傳輸模塊、對數(shù)字信號進行處理的微控制器模塊6、對模擬信號進行數(shù)據(jù)采集的A/D采集模塊和顯示模塊；

供儀器各單元用電的電源模塊，對儀器的各個單元提供電源，與信號發(fā)生模塊、信號調(diào)理模塊3及微控制器模塊分別連接；

發(fā)生激勵信號的信號發(fā)生模塊，即信號激勵源，信號發(fā)生電路包括的函數(shù)發(fā)生器和射極跟隨器，所產(chǎn)生的激勵源信號為頻率6kHz的正弦波信號，與檢測工件表面的探頭連接，同時與電源模塊連接；

檢測工件表面的探頭，包括激勵線圈和檢測線圈，與對模擬信號進行預(yù)處理的信號調(diào)理模塊連接；

對模擬信號進行預(yù)處理的信號調(diào)理模塊，其信號調(diào)理電路的前置放大部分采用兩級放大，第一級放大由儀表放大器實現(xiàn)，第二級放大電路采用由運算放大器搭建一階同相放大器，信號調(diào)理電路的濾波部分選用低通濾波器。用于對模擬信號進行統(tǒng)一化的預(yù)處理，與對模擬信號進行數(shù)據(jù)采集的A/D采集模塊相互連接，同時與電源模塊連接；

對模擬信號進行數(shù)據(jù)采集的A/D采集模塊，應(yīng)用控制總線標準采集，用于對模擬信號進行數(shù)據(jù)采集，對數(shù)字信號進行處理的微控制器模塊相互連接；

對數(shù)字信號進行處理的微控制器模塊，主要包括主板，主要是對數(shù)字信號進行處理，通過SATA接口與數(shù)據(jù)存儲與傳輸模塊相互連接，同時與顯示模塊相互連接；

數(shù)據(jù)存儲與傳輸模塊，主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與傳輸；

顯示模塊，采用LCD觸摸屏，與微控制器模塊相互連接。

進一步，探頭由激勵單元和檢測單元組成。激勵單元由U型錳鋅鐵氧磁芯和纏繞在U型磁芯中部0.15mm的漆包線組成，檢測單元由矩形磁芯和兩組正交纏繞磁芯的0.05mm的漆包線組成。檢測單元位于激勵單元的中下部，且檢測單元直徑小于激勵單元。

進一步，一階同相放大器的交流信號源Vi負極接地，正極通過電阻RL接入放大器LM324的同相端，放大器LM324的反相端一部分通過電阻R1接地，同時一部分通過電阻RF接入放大器LM324的輸出端，放大器LM324的引腳4接高電平VCC，放大器LM324的11引腳接低電平VEE。

進一步，預(yù)置人工裂紋鋼板利用基于PC/104的便攜式ACFM檢測儀檢測低碳鋼薄板表面長40mm，寬1mm，深8mm的裂紋，工件為低碳鋼；表面預(yù)制人工缺陷采用電火花方法加工而成，人工缺陷的輪廓是半橢圓形裂紋缺陷；試件中裂紋的深度分別為5mm、2mm、8mm。

本發(fā)明基于PC/104的便攜式ACFM檢測儀可以對金屬構(gòu)件各種表面缺陷進行非接觸檢測，檢測時無需對表面進行打磨或去污，隨著探頭的掃描實時判定缺陷存在與否、繪制磁感應(yīng)強度曲線和蝶形圖。

本發(fā)明基于PC/104的便攜式ACFM檢測儀檢測靈敏度高且操作簡單，適合檢測人員方便攜帶，軟件智能化水平高，對檢測人員操作水平要求不高，本儀器適用于石油現(xiàn)場工作環(huán)境，具有實用價值。

附圖說明

圖1本發(fā)明實施例提供的基于PC/104的便攜式ACFM檢測儀原理圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的探頭的結(jié)構(gòu)圖；

圖3本發(fā)明實施例提供的一階同相放大電路圖；

圖4本發(fā)明實施例提供的預(yù)置人工裂紋鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；