專利名稱：焊縫裂紋檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無損檢測儀器，屬于工業產品焊縫裂紋檢測儀器領域， 尤其是指一種通過檢測漏磁來探測焊縫裂紋的檢測儀器。
技術背景
根據力學、材料學原理，焊接處的部位最容易產生應力集中和疲勞裂紋等 因素，恰恰這些因素最容易導致材料的破壞，而產生安全問題。因此，需要對 焊接處部位進行檢測。傳統焊縫檢測采用超聲檢測方法，但由于超聲檢測工業 復雜，需要受過專業的無損檢測培訓的人員才能操作，這大大地影響我國工業 產品在焊接處的質量控制。并且超聲波檢測儀器體積大，攜帶不便，某些場合 無法使用，且檢測速度慢。 發明內容
為解決上述問題，本實用新型采用漏磁檢測原理，它解決了傳統采用超聲 的檢測工藝復雜的局限性又便于攜帶。且本實用新型采用智能控制系統，具有 高的靈敏度和精確度，提高^r測效率，同時又可大大降低檢測成本。
為實現以上目的，本實用新型采用如下技術方案
一種焊縫裂欲4全測4義，由充磁機和4全測系統組成。
充f茲才幾采用公知一支術。
檢測系統由信號發生器、驅動電路、矩陣傳感器模塊、信號處理模塊、A/D 轉換模塊、測距電路、微處理器、人機對話模塊、電源管理模塊、通訊模塊及
曰歷模塊組成。其中，
a. 信號發生器，產生測試信號并將信號輸入驅動電路。
b. 驅動電路，將測試信號輸入矩陣傳感器模塊，驅動傳感器工作，并，與充磁
機連接，驅動其工作。 C.矩陣傳感器模塊，由若干高靈敏度霍爾元件構成。
d. 信號處理模塊，包括濾波電路、多路開關電路、差分放大電路、檢波放大電
路、增益調整電^^,更主要的，還包含平衡電路。其中
I.濾波電路，分別與各個傳感器連接，濾除傳感器信號中的雜波信號，并將
信號輸入多路開關電路。 n.多路開關電路，與濾波電路連接，接收傳感信號并切換輸出傳感信號，并
將信號輸入差動放大電路。
ni.差動放大電路，與多路開關電路連接，放大其初級的傳感信號，并輸入 檢波放大電路。
IV.檢波放大電路，與差動放大電路連接，檢波并再次放大信號，
并將信號輸入增益調整電路。
V. 增益調整電路，與檢波放大電路連接，調整增益，并將電路輸入A/D轉 換模塊。
VI. 平衡電路，與差動放大電路連接，把調整信號反饋回差動放大電路。
e. A/D轉換模塊，與信號處理模塊連接，接收處理完的信號經過A/D轉換后輸 入微處理器。
f.微處理器，由一個16位單片機及必要外圍元件組成；微處理器外接人 機對話模塊、通訊模塊及日歷模塊；并連接電源管理模塊，對其提供穩定工作 電源；且，微處理器內嵌軟件操作系統。
g.人機對話模塊，主要由鍵盤、LCD顯示、報警、LED指示組成。 更進一步的，本實用新型所述的微處理器連接有可以存儲檢測數據的存儲 模塊，或者微處理器內置有可以存儲檢測數據的存儲^t塊。
更進一步的，本實用新型所述的通訊才莫塊至少由RS232 4矣口電^各和USB 4妄 口電路組成，也可以包含其他無線通訊才莫塊。
更進一步的，本實用新型所述的微處理器內嵌的軟件操作系統為LINUX操 作系統。并，微處理器內嵌的軟件操作系統包含非等幅報警設置部分，由用戶 設置上下報警閾值。且，微處理器內嵌的軟件操作系統包含查詢模塊，并可查 詢存儲帶日期時間的檢測數據。
更進一步的，本實用新型所述的矩陣傳感器模塊放置于帶導輪的機構內， 導輪可以沿著被測物體表面滾動，以保證該檢測儀的提離距離。矩陣傳感器模 塊的霍爾元件為4個，其中2個水平排布，2個垂直排布。
更進一步的，本實用新型所述的電源管理模塊由鋰電池和A/D轉換模塊組成。
由于本使用新型采用如上技術方案，故本實用新型有以下優點 本實用新型采用先進的數字電子技術、漏磁技術和微處理機技術于一體，
各式濾波器和電壓模式的選擇相當廣泛，能實時有效地檢測金屬材料缺陷、焊
縫裂紋等。
本實用新型采用的內嵌式軟件為一頁式菜單能顯示所有的設置和菜單選 項， 一次實用性4艮強、操作簡便。
本實用新型內置高性能可充電鋰電池，電池可連續工作12個小時以上。所 以對現場工程師來說，無論是爬樓梯，擠入狹窄入口，還是高空作業操作，它 都是理想之選。
本實用新型采用大屏幕高分辨率彩色LCD顯示，因此可以在任何照明條件 下都能夠清晰可視。
本實用新型采用的內嵌式軟件，可以根據需要的檢測任務，由專業人員預
先設定儀器的增益等工藝參數。在實測時，操作隨時調入相應的檢測工藝參數、 即可進行檢測。操作人員無需長時間的特別培訓，即能上崗開展工作。
本實用新型采用的可靠的信號處理才莫塊。它能抑制在賴:;險測中由工件材質 不勻、沉積物、污垢和晃動等導致的干擾信號，去偽存真，提高對裂紋信號的 評價精度。
且本實用新型由于采用了全數字化設計，因此能夠在儀器內建立標準測試
程序，方便用戶在現場檢測時調用。 附圖i兌明
圖l.本實用新型的模塊連接關系圖； 圖2.本實用新型的驅動電路的電路圖； 圖3.本實用新型的差動放大電路的電路圖； 圖4.本實用新型的檢波放大電路的電路圖； 圖5.本實用新型的增益調整電路的電路圖； 圖6.本實用新型的嵌入式軟件的流程圖。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型進一步說明。
如
圖1所示，本實用新型由充磁機和檢測系統組成。其中，充磁機采用公 知技術。此不再贅述。檢測系統由信號發生器、驅動電路、矩陣傳感器模塊、 信號處理模塊、A/D轉換模塊、測距電路、微處理器、人機對話模塊、電源管理 模塊、通訊模塊及日歷模塊組成。其中，
a. 信號發生器，產生測試信號并將信號輸入驅動電路。
b. 如圖2所示，驅動電路采用芯片SN74HC74D及其相應的外圍電子元件構 成，將測試信號輸入矩陣傳感器模塊，并驅動傳感器工作，并，與充i茲機連接，
驅動其工作。
C.矩陣傳感器模塊，由若干高靈敏度霍爾元件構成。 更進一步的，上述的矩陣傳感器模塊放置于帶導輪的機構內，導輪可以沿著被 測物體表面滾動，以保證該檢測儀的提離距離。矩陣傳感器模塊的霍爾元件為4
個，其中2個水平排布，2個垂直排布。這樣的矩陣排布，可以測試空間的^f茲場
分布，使測試的結果更準確，更快。
d.信號處理模塊，由濾波電路、多路開關電路、差分放大電路、檢波放大 電路、增益調整電路，更主要的，還包含平衡電路。其中
I. 濾波電路，分別與各個傳感器連接，濾除傳感器^f言號中的雜波信號，并 將信號輸入多路開關電路。濾波電路采用RC濾波電路。
II. 多路開關電路，與濾波電路連接，接收傳感信號并切換輸出傳感信號， 并將信號輸入差動放大電路。最佳實施例采用由芯片LTC2254ID構成的多路開
關電路，當然也可以采用任何其他形式的多路開關電路。
III. 如圖3所示，差動放大電路，與多路開關電路連接，放大其初級的傳 感信號，并輸入檢波放大電路。最佳實施例采用LF356M放大器構成的電路，可 以調節其增益。
IV. 如圖4所示，檢波放大電路，與差動放大電路連接，檢波并再次放大 信號，并將信號輸入增益調整電路。放大器可以采用和差動放大電路一樣的放 大器，但此電路無需調節其增益。
V. 如圖5所示，增益調整電路，與檢波放大電路連接，調整增益，并將 電路輸入A/D轉換模塊。最佳實施例采用一 12位MDAC芯片MAX532ACWE組成一 個增益調整電路，微處理器輸出其調整信號。
VI. 平衡電路，與差動放大電路連接，把調整信號反饋回差動放大電路。
最佳實施例采用的微處理器自帶平衡電路，可以直接輸出調整信號至差動放大 電路。
e. A/D轉換模塊，與信號處理模塊連接，接收處理完的信號經過A/D轉換 后輸入微處理器。
f. 微處理器，由一個16位單片機及必要外圍元件組成；微處理器外接人 機對話模塊、通訊模塊及日歷模塊；并接電源管理模塊，對其提供穩定工作電 源；并，微處理器內嵌軟件操作系統。
更進一步的，上述的微處理器連接有可以存儲檢測數據的存儲模塊，或者微處 理器內置有可以存儲檢測數據的存儲模塊。并結合其內嵌的軟件系統，用戶可 以根據需要查詢已存儲的帶有日期的數據，方便用戶操作管理。
g. 人機對話模塊，主要由鍵盤、LCD顯示、報警、LED指示組成。 更進一步的，最佳實施例中，鍵盤按鍵和鍵盤接口電路是由芯片ZLG7290-S024 構成的；LCD和LCD顯示接口電路是由芯片CD4051BM和孩t處理器端口構成的； 報警電路是由三極管驅動蜂鳴器的電路。這些電路均為簡單的公用電路，在此 不詳細"i兌明。
本實用新型所述的通訊模塊至少由RS232接口電路和USB接口電路組成， 也可以包含藍牙、紅外、Zigbee等無線通訊模塊。可以通過RS232接口或者USB 接口接入計算機的串口或者USB接口，實現數據管理、備除等操作。
本實用新型所述的微處理器內嵌的軟件操作系統為LINUX操作系統。并， 微處理器內嵌的軟件操作系統包含非等幅報警設置部分，由用戶設置上下報警 閾值。
本實用新型所述的電源管理模塊由鋰電池和A/D轉換模塊組成。鋰電池可 以很好的充放電，且體積小壽命長，且通過A/D轉換模塊接入微處理器，可以
對電池情況進行監控。
如圖6所示，微處理器內嵌的軟件流程如下
開機時，軟件先進行初始化，對各參數初始化和導入；完成后，對探頭參 數進行設置，并對信號發生器控制；然后進入平衡步驟，輸出為差分放大電路 的調整信號；完全后，再利用A/D釆樣測試信號；進入^:據處理步驟；數據處 理完后根據不同設置和情況分別進行報警、顯示或者存儲。
權利要求1.一種焊縫裂紋檢測儀，由充磁機和檢測系統組成，其特征在于:檢測系統由信號發生器、驅動電路、矩陣傳感器模塊、信號處理模塊、A/D轉換模塊、測距電路、微處理器、人機對話模塊、電源管理模塊、通訊模塊及日歷模塊組成；并且，a. 信號發生器，產生測試信號并將信號輸入驅動電路；b. 驅動電路，將測試信號輸入矩陣傳感器模塊，并驅動傳感器工作，并，與充磁機連接，驅動其工作；c. 矩陣傳感器模塊，由若干高靈敏度霍爾元件構成；d. 信號處理模塊，由濾波電路、多路開關電路、差分放大電路、檢波放大電路、增益調整電路，更主要的，還包含平衡電路；其中，I. 濾波電路，分別與各個傳感器連接，濾除傳感器信號中的雜波信號，并將信號輸入多路開關電路；II. 多路開關電路，與濾波電路連接，接收傳感信號并對切換輸出傳感信號，并將信號輸入差動放大電路；III. 差動放大電路，與多路開關電路連接，放大其初級的傳感信號，并輸入檢波放大電路；IV. 檢波放大電路，與差動放大電路連接，檢波并再次放大信號，并將信號輸入增益調整電路；V. 增益調整電路，與檢波放大電路連接，調整增益，并將電路輸入A/D轉換模塊；VI. 平衡電路，與差動放大電路連接，把調整信號反饋回差動放大電路；e. A/D轉換模塊，與信號處理模塊連接，接收處理完的信號經過A/D轉換后輸入微處理器；f. 微處理器，由一個16位單片機及必要外圍元件組成；微處理器外接人機對話模塊、通訊模塊及日歷模塊；并接電源管理模塊，對其提供穩定工作電源；且，微處理器內嵌軟件操作系統；g. 人機對話模塊，主要由鍵盤、LCD顯示、報警、LED指示組成。
2. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于微處理器連接有可 以存儲檢測數據的存儲模塊。
3. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于微處理器內置有可 以存儲檢測數據的存儲模塊。
4. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于通訊模塊，至少由 RS232接口電路和USB接口電路組成。
5. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于微處理器內嵌的軟 件操作系統為LI而X操作系統。
6. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于微處理器內嵌的軟 件操作系統包含非等幅報警設置部分，由用戶設置上下報警閾值。
7. 如權利要求1所述的一種坪縫裂紋檢測儀，其特征在于微處理器內嵌的軟 件操作系統包含查詢模塊，并可查詢存儲帶日期時間的檢測數據。
8. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于矩陣傳感器模塊放 置于帶導輪的機構內。
9. 如權利要求1或8所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于矩陣傳感器模 塊的霍爾元件為4個，其中2個水平排布，2個垂直排布。
10. 如權利要求1所述的一種焊縫裂紋檢測儀，其特征在于電源管理模塊由 鋰電池和A/D轉換模塊組成。
專利摘要本實用新型一種焊縫裂紋檢測儀，屬于工業產品焊縫裂紋檢測儀器領域，該焊縫裂紋檢測儀，由充磁機和檢測系統組成；其中檢測系統由信號發生器、驅動電路、矩陣傳感器模塊、信號處理模塊、A/D轉換模塊、測距電路、微處理器、人機對話模塊、電源管理模塊、通訊模塊及日歷模塊組成。它解決了傳統采用超聲的檢測工藝復雜的局限性且便于攜帶。本實用新型采用智能控制系統，具有高的靈敏度和精確度，提高檢測效率，同時又可大大降低檢測成本。
文檔編號G01N27/82GK201199239SQ20082010208
公開日2009年2月25日 申請日期2008年4月22日 優先權日2008年4月22日
發明者陳金貴 申請人:陳金貴