[實用新型]一種工業管材壁厚超聲測量系統

有效

• 申請號: 201920381930.4
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN209559157U
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 楊青
• 申請（專利權）人: 長沙斯倍爾電子科技有限公司
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 長沙科明知識產權代理事務所(普通合伙) 43203
• 代理人: 彭正賢

本實用新型涉及一種工業管材壁厚超聲測量系統，包括超聲陣列收發探頭、采集單元和顯控單元，所述的采集單元包括FPGA控制器、高壓脈沖信號發生電路、信號切換電路、AFE模擬信號采集前端電路、DAC數模轉換電路、HV高壓電路；所述的顯控單元設置于工控機內，包括用于連接觸摸LCD顯示器的LVDS接口、用于連接外部USB設備的USB接口、用于與路由器或交換機連接的第一RJ45接口，以及用于連接WIFI模塊的UART1接口，還包括用于與采集單元通訊的GPIO接口、UART2接口、第二RJ45接口、第二USB接口。本實用新型是一種新型壁厚超聲測量系統，應用于移動的工業管材。

技術領域

本發明涉及超聲測量系統技術領域，特別涉及一種用于工業管材壁厚測量的超聲測量系統。

背景技術

現階段，超聲厚度測量基于以下幾點理論進行：1）聲阻抗Z= p·v ，其中p為密度，v為縱向聲波速度；2）當聲阻抗改變時，一些聲波能量被反射且持續被反射；3）更大的聲阻抗變化引起更多的超聲能量被反射；4）管道厚度的測量通過第1個回波（外壁）與第2個回波（內壁）的間距來確定。

目前沒有一種對剛擠出成型的工業管材進行同時多角度壁厚測量的系統。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進和創新，提供一種能對工業管材進行同時多角度壁厚測量的系統。

本發明的技術方案是構造一種工業管材壁厚超聲測量系統，包括超聲陣列收發探頭、采集單元和顯控單元，所述的采集單元包括FPGA控制器、高壓脈沖信號發生電路、信號切換電路、AFE模擬信號采集前端電路、DAC數模轉換電路、HV高壓電路，所述的HV高壓電路產生一路正高壓和一路負高壓，均連接至高壓脈沖信號發生器，所述的高壓脈沖信號發生器的脈沖輸出端和AFE模擬信號采集前端電路的信號輸入端均通過信號切換電路連接超聲陣列收發探頭，所述的高壓脈沖信號發生電路的控制端連接FPGA控制器內的發送脈沖控制模塊，所述的AFE模擬信號采集前端電路同時連接FPGA控制器內的信號衰減控制模塊和AFE控制模塊并受二者控制，AFE模擬信號采集前端電路的數據輸出端連接FPGA控制器的ADC數據接口，所述的FPGA控制器還包括連接并控制HV高壓電路的高壓控制IO，以及連接LED和按鍵的外圍控制模塊，所述的FPGA控制器還設置有與顯控單元連接的數據派發模塊以及JTAG接口；

所述的顯控單元設置于工控機內，包括用于連接觸摸LCD顯示器的LVDS接口、用于連接外部USB設備的USB接口、用于與路由器或交換機連接的第一RJ45接口，以及用于連接WIFI模塊的UART1接口，還包括用于與采集單元通訊的GPIO接口、UART2接口、第二RJ45接口、第二USB接口，UART2接口、第二RJ45接口、第二USB接口連接數據派發模塊，GPIO接口連接JTAG接口。

在其中一個實施例中，所述的顯控單元還包括連接外置存儲設備的SD接口。

在其中一個實施例中，所述的AFE模擬信號采集前端電路通過I2C接口連接信號衰減控制模塊，且AFE模擬信號采集前端電路與I2C接口之間設置有DAC數模轉換模塊。

在其中一個實施例中，所述的HV高壓電路包括依次串聯的DAC Vout_control模塊、電子脈沖發送器、高壓DC-DC Boost模塊和低噪聲LDO電路，其中DAC Vout_control模塊連接FPGA控制器中的高壓控制IO，高壓DC-DC Boost模塊連接12V外部電源，低噪聲LDO電路分離出連接高壓脈沖信號發生電路的一路正高壓和一路負高壓。

在其中一個實施例中，所述的AFE控制模塊通過SPI接口連接AFE模擬信號采集前端電路并通訊。

在其中一個實施例中，所述的超聲陣列收發探頭為1*4陣列。