CN103185843B - 用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置和方法。将检测信号输入所述干扰探测装置后经过光电隔离电路（1）进入信号放大器（2），信号放大器输出接信号编码比较电路(3)，信号编码比较电路输出接信号锁存器（4），信号采集器（5）采集信号锁存器内的信号输送至计算机（6），计算机再对信号进行处理后输出，输出信号接报警器（7）。本发明对检测信号进行采集处理，将其转换为分级的数字信号，送至计算机进行处理后能显示干扰脉冲序列图，分析计算出电磁干扰频率，并对过大的电磁干扰进行报警。本发明能较方便地实现对环境电磁干扰信号的检测和干扰程度的判断，从而判断出检测设备工作状况和检测数据的可靠性。

Description

用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置和方法

技术领域

    本发明涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置和方法。

背景技术

    目前情况下，往往有很多以微米为单位的微小孔在带钢轧制过程中出现在带钢上，这些孔的出现严重影响带材质量，却又很难用肉眼发现，需要借助检测设备来进行在线实时检测。

现有的用于冷轧薄带材针孔检测的针孔检测仪大多采用光电转换原理，在带材上方安装荧光或者激光光源，下方安装光电接收模块，实现检测到的针孔光信号至电信号之间的有效转换。信号采集处理单元采集到电信号后，将模拟信号转换成数字信号，计算机处理程序对数字信号进行识别，检测出针孔，并按照大小对其进行分类。

由于生产现场存在大量电机和强电设备，检测设备安装时周围环境中电磁干扰会比较恶劣，有可能会对针孔检测设备产生影响，造成缺陷误报等。同时，针孔检测设备所检测到的针孔大小一般要精确到微米级，在在线检测环境下，这种数量级的针孔很难用肉眼来判断。因此，很难判断出检测设备所检测出的针孔是真实的针孔缺陷或者是由于电磁干扰造成的误报。在这种情况下，设备使用和维护人员更多时候都是采用经验来判断，缺乏必要的科学依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置和方法，该干扰探测装置和方法能较方便地实现对环境电磁干扰信号的检测和干扰程度的判断，从而判断出检测设备工作状况和检测数据的可靠性。

本发明是这样实现的：

一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置，包括光电隔离电路、信号放大器、信号编码比较电路、信号锁存器、信号采集器和计算机；检测信号输入所述干扰探测装置后经过光电隔离电路进入信号放大器，信号放大器输出接信号编码比较电路，信号编码比较电路输出接信号锁存器，信号采集器采集信号锁存器内的信号输送至计算机，计算机再对信号进行处理后输出，输出信号接报警器。

所述信号编码比较电路包括两个比较器，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L。

一种基上述用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置的电磁干扰探测方法，其步骤是：

1）关闭检测光源，打开所述干扰探测装置；

2）将检测信号输入到所述干扰探测装置内，先经过光电隔离电路；

3）经过信号放大电路对信号进行放大处理；

4）再输入信号编码比较电路内按照阈值对检测信号进行分级，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L；比较电路输出检测信号后将检测信号转换为数字信号保存于信号锁存器内，检测信号在以下处理过程中被称为干扰信号；

5）信号采集器采集信号锁存器内的信号输送至计算机；

6）计算机再对信号进行处理，计算机处理包括干扰信号量化单元和决策控制单元，所述干扰信号量化单元是用来计算干扰频率以及干扰幅度判断，干扰频率计算是对干扰脉冲进行累加计算，计算其一秒钟内出现的次数，并对多次的计算结果进行平均，其计算公式为：

，

式中：为平均频率，n为计算周期内的秒数，为第i秒内的干扰频率；

计算机计算出干扰脉冲频率后，所述决策控制单元输出干扰脉冲信号，（在显示器上显示干扰脉冲序列图，）并输出信号给报警器报警。

本发明将针孔检测设备中的光电接收器输出的检测信号至本发明的电磁干扰探测装置中，若检测设备存在电磁干扰，则关闭检测电源，检测设备输出的信号为纯粹的干扰信号。本发明的干扰探测装置对检测信号进行采集处理，将其转换为分级的数字信号，送至计算机进行处理后能显示干扰脉冲序列图，并分析计算出电磁干扰频率，并对过大的电磁干扰进行报警。本发明的干扰探测装置和方法能较方便地实现对环境电磁干扰信号的检测和干扰程度的判断，从而判断出检测设备工作状况和检测数据的可靠性。

使用本发明的干扰探测装置和方法，可以事先准确地判断出设备安装环境中是否存在电磁干扰以及电磁干扰的严重程度，从而制定相应的措施来提高检测设备抗电磁干扰能力，最终使设备检测能力达到要求和保护设备不会因电磁干扰而受到损害。因此，本发明对于了解检测设备使用环境，提高设备稳定运行率和提高设备检测能力具有相当大的使用价值。

附图说明

图1为本发明用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置示意图；

图2为本发明的信号编码比较电路示意图；

图3为本发明的计算机处理结构示意图；

图4为本发明的用于针孔检测设备的电磁干扰探测方法流程图；

图5为本发明用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置实施示意图。

图中：1光电隔离电路，2信号放大器，3信号编码比较电路，4信号锁存器，5信号采集器，6计算机，7报警器。8光电接收模块（光电接收器），9照射光源（检测光源），10带材（带钢），11输送辊，12干扰探测装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置，包括光电隔离电路1、信号放大器2、信号编码比较电路3、信号锁存器4、信号采集器5、计算机6和报警器7；检测信号输入所述干扰探测装置后经过光电隔离电路1进入信号放大器2，信号放大器2输出接信号编码比较电路3，所述信号编码比较电路3包括两个比较器，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L，参见图2；信号编码比较电路3输出接信号锁存器4，信号采集器5采集信号锁存器4内的信号输送至计算机6，计算机6再对信号进行处理后输出，输出信号接报警器7。

一种基于上述用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置的电磁干扰探测方法，首先将针孔检测设备中的光电接收器8输出检测信号至所述电磁干扰探测装置，其中检测信号为模拟电压信号。若检测设备存在电磁干扰，本发明的电磁干扰探测方法的步骤是：参见图4、图1，

1）关闭检测光源，打开所述干扰探测装置；

2）将检测信号通过探针等输入到所述干扰探测装置内，先经过光电隔离电路1对检测信号进行噪声抑制，将信号真实地接收至干扰探测装置；

3）经过信号放大电路2对信号进行放大处理，将检测信号放大至理想的倍数；

4）再输入信号编码比较电路3内按照阈值对检测信号进行分级，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L，参见图2，这样能保证采集到的脉冲检测信号均为对针孔仪造成影响的有效干扰；比较电路输出检测信号后将检测信号转换为数字信号保存于信号锁存器4内，检测信号在以下处理过程中被称为干扰信号；

5）信号采集器5采集信号锁存器4内的信号输送至计算机6；

6）计算机6再对信号进行处理，计算机处理包括干扰信号量化单元和决策控制单元，参见图3，所述干扰信号量化单元是用来计算干扰频率以及干扰幅度判断，干扰频率计算是对干扰脉冲进行累加计算，计算其一秒钟内出现的次数，并对多次的计算结果进行平均，其计算公式为：

，

式中：为平均频率，n为计算周期内的秒数，为第i秒内的干扰频率；

计算机计算出干扰脉冲频率后，所述决策控制单元输出干扰脉冲信号，在显示器上显示干扰脉冲序列图，并输出信号给报警器7报警，对严重干扰信号进行报警提示。

现场操作人员根据计算机6输出的结果进行分析，判断干扰来源，并采取屏蔽等保护措施，避免针孔检测设备发生不必要的损害。

参见图5，图5为本发明用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置实施示意图。针孔检测设备由照射光源9和光电接收模块（光电接收器）8构成。照射光源9和光电接收模块8均呈“品”字型安装在带材10上下方，带材10经输送辊11输送。其中，照射光源9位于带材10上部，光电接收模块8位于带材10下部，覆盖住带材10全宽度，并使用挡片将带材10边部进行遮挡，防止过多环境光干扰。整个针孔检测设备和电磁干扰探测装置12处于一个密封的环境中，保证无环境光干扰照射到光电接收模块8上。针孔检测设备检测信号输出端连接至本发明的电磁干扰探测装置12中。在带材高速运转下，关闭针孔检测设备的照射光源9。

在机组高速运转时，关闭针孔检测设备的照射光源9，将本发明干扰探测装置12接电源，干扰探测装置12开始工作，参见图1。其中，信号编码比较电路3内的阈值取值为：小孔阈值V2为0v，对元器件造成伤害的阈值V1＝10v。若环境中存在电磁干扰，经过信号放大器2后，该干扰脉冲电压为12v，则信号编码比较电路3输出K1K2值为11，说明干扰脉冲幅值非常大，需要小心其造成检测设备损害；若环境中存在电磁干扰，经过信号放大器2后，该干扰脉冲电压为6v，则信号编码比较电路3输出K1K2值为01，则说明干扰脉冲幅值会影响检测精度。信号锁存器4将其锁入锁存器中保存，信号采集器5采集锁存器4中的信号至计算机6。计算机6采集到该信号后，干扰信号量化单元计算出干扰脉冲频率，控制决策单元输出信号，显示出干扰脉冲序列图，并发信号使报警器7发出危险报警信号，告诉现场工作人员，该信号有烧坏电子元器件的危险。现场操作和维护人员再采取相应的措施去解决该干扰，以避免针孔检测设备发生不必要的损害。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置，其特征是：包括光电隔离电路（1）、信号放大器（2）、信号编码比较电路（3）、信号锁存器（4）、信号采集器（5）和计算机（6）；

检测信号输入所述干扰探测装置后经过光电隔离电路（1）进入信号放大器（2），信号放大器（2）输出接信号编码比较电路（3），信号编码比较电路（3）输出接信号锁存器（4），信号采集器（5）采集信号锁存器（4）内的信号输送至计算机（6），计算机（6）再对信号进行处理后输出，输出信号接报警器（7）；

所述信号编码比较电路（3）包括两个比较器，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L。

2.一种基于权利要求1所述的用于针孔检测设备的电磁干扰探测装置的电磁干扰探测方法，其步骤是：

1）关闭检测光源（9），打开所述干扰探测装置（12）；

2）将检测信号输入到所述干扰探测装置（12）内，先经过光电隔离电路（1）；

3）经过信号放大电路（2）对信号进行放大处理；

4）再输入信号编码比较电路（3）内按照阈值对检测信号进行分级，检测信号并行输入两个比较器的输入端，比较器输入端的基准电压为阈值电压，一个比较器阈值电压V2值等于针孔检测设备中判断小孔的阈值Vs，另一个比较器阈值电压V1等于造成电子元件损害的判断阈值V_L；比较电路（3）输出检测信号后将检测信号转换为数字信号保存于信号锁存器（4）内，检测信号在以下处理过程中被称为干扰信号；

5）信号采集器（5）采集信号锁存器（4）内的信号输送至计算机（6）；

6）计算机（6）再对信号进行处理，计算机处理包括干扰信号量化单元和决策控制单元，所述干扰信号量化单元是用来计算干扰频率以及干扰幅度判断，干扰频率计算是对干扰脉冲进行累加计算，计算其一秒钟内出现的次数，并对多次的计算结果进行平均，其计算公式为：

，

式中：为平均频率，n为计算周期内的秒数，为第i秒内的干扰频率；

计算机计算出干扰脉冲频率后，所述决策控制单元输出干扰脉冲信号，输出信号给报警器（7）报警。