[發明專利]一種內孔偏心檢測系統

在審

• 申請號: 201610715329.5
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107782268A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 郭琳
• 申請（專利權）人: 郭琳
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00;G01B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種內孔偏心檢測系統。

背景技術

在現代機械工業中，深孔機床加工與一般切削機床加工在操作控制上的最大不同之處在于，深孔加工是在操作者不能憑視覺直接觀測的隱蔽條件下進行的，深孔鉆頭的斷屑、排屑、切屑刃的磨損、切屑形態、被加工表面狀況以至鉆頭走向是否正確等，都是決定加工成敗、質量、效率及成本的重大影響因素，但這些都無法用肉眼直接覺察。通過實時在線測量其偏心量的變化，可以提高其生產效率，針對應用于工業生產線而言，超聲波測厚是運用最為廣泛的一種方法。

超聲波是由機械振動產生的，可在不同介質中以不同的速度傳播，具有定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強等優點。超聲測厚技術從原理上分為諧振式和脈沖反射式2種。系統采用脈沖反射式測厚法，其原理是：超聲波進人被測材料后，在測料的上下面之間來回反射形成多次反射波。如果能測量出超聲波在材料中往返一次的傳播時間△t，在速度v已知的情況下，可以求得被測材料的厚度d=v/△t。

發明內容

本發明的目的是針對現有手工逐點檢測、檢測速度慢、不能對管體全面檢測的超聲測厚系統的缺點，設計了一種內孔偏心檢測系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是。

內孔偏心檢測系統由兩大模塊組成，即超聲發射接收電路部分和單片機部分。超聲波發射接收電路部分由系統電源模塊、發射接收放大電路、可調增益放大檢波電路、門電路等組成。系統采用脈沖反射式測厚法，探頭采用水浸聚焦縱波直探頭檢測壁厚。發射電路輸出一個上升時間很短，脈沖很窄的周期性電脈沖，通過電纜加到探頭上，激勵壓電晶片產生超聲波脈沖。探頭發出的超聲脈沖進入工件后，在工件的上下兩表面形成多次反射。反射波經壓電晶片再轉換成電信號。經接收電路放大后，由時間差提取電路測出聲波在工件兩個表面之間的傳播時間t，從而獲得工件的厚度。

所述的超聲波的發射電路是在發射窄脈沖控制之下，產生激勵超聲探頭的高壓控制信號，從而實現了超聲波發射。

所述的系統中采用的是600 V的高壓模塊，IRF840是一款N溝道增強型功率場效應管，耐600V的高壓，導通電阻小。

所述的超聲波接收電路由低噪聲前置放大電路、VCA810可變增益放大電路、檢波電路和門控制電路組成。

所述的可變增益放大電路是采用高增益、低噪聲、低畸變、控制范圍連續可調的壓控放大器VCA810來完成的。

所述的檢波電路是由2APl0和RC組成的低通濾波器構成。

所述的檢波信號的放大選用HS3002，它是高速電流反饋運算放大器，具有高達6500V／μs的轉換速率，420MHz的一3dB的帶寬和良好的帶內平坦度，在115MHz時增益僅下降0.1dB，非常適合于大信號放大。

所述的單片機C8051F340最高可提供48 MHz的計數時基脈沖，計數時差為0.021μs，則壁厚測量誤差為0.126mm，可達到高精度測試要求。

所述的系統將整形后的水鋼界面波和鋼底波分別作為單片機C8051F340的中斷觸發信號INT0和INTl，當INTO中斷產生時啟動定時器計數、當INTl中斷產生時關閉定時器并讀取定時器計數值，通過計算可將時間計數值轉換為壁厚值。

本發明的有益效果是。

摹于ARM開發了遠程自動控制與測流計量的一體化閘門控撕系統，具有運行穩定，測流精度高，操作簡單，對水情的適應性強，成本低等優點，不僅可以實現灌區精確配水、科學調度和信息化管理，而且能夠減輕配水員的工作強度、減少配水糾紛，對信息化灌區建沒具有重要的現實意義。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是系統原理圖框圖。

圖2是超聲波發射電路。

圖3是低噪聲前置放大電路。

圖4是可變增益放大電路。

圖5是檢波可調放大電路。

圖6是門電路及整形電路。

圖7是時間差提取時序圖。

圖7中，1-始波，2-水鋼界面波，3-鋼底波。

具體實施方式

如圖1所示。