[發(fā)明專利]一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910298066.6 | 申請(qǐng)日： | 2019-04-12 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110081807A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-08-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 于天河;范乃生 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 哈爾濱理工大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | G01B7/06 | 分類(lèi)號(hào)： | G01B7/06 |
| 代理公司： | 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209 | 代理人： | 張偉 |
| 地址： | 150080 黑龍*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 冰層 諧振式 厚度檢測(cè)系統(tǒng) 直流電壓信號(hào) 單片機(jī)模塊 壓電陶瓷傳感器 初始直流電壓 檢測(cè) 壓電陶瓷 冰面 信號(hào)發(fā)生器模塊 壓電傳感器技術(shù) 放大電路模塊 交流電壓信號(hào) 遠(yuǎn)距離傳輸 模塊固定 信號(hào)傳輸 循環(huán)發(fā)射 整流濾波 自動(dòng)檢測(cè) 最大電壓 低功耗 實(shí)時(shí)性 傳輸 轉(zhuǎn)換 | ||
1.一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，它包括單片機(jī)模塊(1)、信號(hào)發(fā)生器模塊(2)、諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)、放大電路模塊(4)、互感器模塊(5)、整流濾波模塊(6)、485通信模塊(7)、GPRS通信模塊(8)和溫度傳感器模塊(9)；所述單片機(jī)模塊(1)的頻率信號(hào)輸出端與信號(hào)發(fā)生器模塊(2)的輸入端連接，所述信號(hào)發(fā)生器模塊(2)的輸出端與諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)的輸入端連接，所述諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)的輸出端與放大電路模塊(4)的輸入端連接，所述放大電路模塊(4)的輸出端與互感器模塊(5)的輸入端連接，所述互感器模塊(5)的輸出端與整流濾波模塊(6)的輸入端連接，所述整流濾波模塊(6)的輸出端與單片機(jī)模塊(1)的輸入端連接，所述單片機(jī)模塊(1)的輸出端與485通信模塊(7)的輸入端連接，所述485通信模塊(7)的輸出端與GPRS通信模塊(8)的輸入端連接，所述溫度傳感器模塊(9)的輸出端與單片機(jī)模塊(1)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)模塊(1)采用的是A/D轉(zhuǎn)換模塊為十位的型號(hào)為STC12C5A60S2的單片機(jī)模塊，所述信號(hào)發(fā)生器模塊(2)采用的是型號(hào)為AD9834的掃頻信號(hào)發(fā)生器，所述諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)采用型號(hào)為PZT-4的傳感器，所述放大電路模塊(4)采用型號(hào)為OP37的放大器，所述互感器模塊(5)采用型號(hào)為HPT225A-G的互感器，所述整流濾波模塊(6)采用型號(hào)為T(mén)B34S的整流器，所述485通信模塊(7)采用型號(hào)為RS485的通訊芯片，所述GPRS通信模塊(8)采用型號(hào)為SIM800的GPRS通信模塊，所述溫度傳感器模塊(9)采用型號(hào)為PT100。
3.基于權(quán)利要求1所述的一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，它包括以下步驟：
步驟一：所述信號(hào)發(fā)生器模塊(2)循環(huán)發(fā)射掃頻頻率信號(hào)給諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)；
步驟二：所述諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)將壓電陶瓷傳感器的固有頻率與接收到的振蕩頻率共振所發(fā)生的諧振信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，并將最大電壓信號(hào)傳輸給放大電路模塊(4)；
步驟三：所述放大電路模塊(4)將電壓信號(hào)放大后傳輸給互感器模塊(5)；
步驟四：所述互感器模塊(5)將接收到的交流電壓信號(hào)傳輸給整流濾波模塊(6)；
步驟五：所述整流濾波模塊(6)將接收到的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，濾波后傳輸給單片機(jī)模塊(1)；所述單片機(jī)模塊(1)得到初始直流電壓信號(hào)；
步驟六：將所述諧振式壓電陶瓷傳感器模塊(3)固定在冰面上，重復(fù)步驟一到步驟五，所述單片機(jī)模塊(1)得到當(dāng)前直流電壓信號(hào)；
步驟七：所述單片機(jī)模塊(1)將初始直流電壓信號(hào)與固定在冰面后的當(dāng)前直流電壓信號(hào)做對(duì)比，從而得到冰層厚度；
步驟八：所述485通信模塊(7)和GPRS通信模塊(8)將冰層厚度信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給云平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟一中，所述掃頻頻率信號(hào)為0-50KHZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于諧振式壓電陶瓷的冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述溫度傳感器模塊(9)實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前溫度狀態(tài)，若溫度高于0度，則斷開(kāi)單片機(jī)模塊(1)的供電，從而使冰層厚度檢測(cè)系統(tǒng)停止工作。
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