CN117537702A - 一种钢材表面平整度检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢材表面平整度检测系统，涉及钢材检测领域，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三数字电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一连接引脚、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一线圈。本发明可以对不同材质钢材的表面平整度进行检测，同时对不同的检测信号在放大时进行相对应调节。

Description

一种钢材表面平整度检测系统

技术领域

本发明涉及钢材检测领域，特别涉及一种钢材表面平整度检测系统。

背景技术

现有钢材表面检测一般采用涡流传感器进行检测，其原理为在探头内部放置一个交流线圈，通过交流频率在线圈周围产生一个交变磁场，当线圈相对钢板位置进行移动时，会在钢板上产生感应涡流，该涡流的磁场与线圈磁场相反使原磁场进行变化，以此进行检测。而现有的涡流传感器出厂时已经进行固定设置，而产生涡流的大小会受被测材料的内阻以及导磁性所影响，针对不同材质时需要使用不同的传感器以进行适配，因此提出一种针对被测的不同材质钢材的表面平整度检测系统。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种钢材表面平整度检测系统，包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三数字电位器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一连接引脚PA_1、第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一线圈L1，所述第一运算放大器U1的12引脚和电源连接，第一运算放大器U1的11引脚、10引脚和第一三极管Q1基极、第一电阻R1一端连接，第一三极管Q1集电极和第一电容C1一端、第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端和电源连接，第一三极管Q1发射极和第四电阻R4一端、第二电容C2一端、第三电容C3一端连接，第二电容C2另一端和第一线圈L1一端、第三电阻R3一端连接、第一电容C1另一端连接，第三电阻R3另一端和第二运算放大器U2的3引脚连接，第二运算放大器U2的2引脚和第五电阻R5一端、第三数字电位器U3的10引脚、11引脚连接，第三数字电位器U3的12引脚和第二运算放大器U2的1引脚、第一连接引脚PA_1连接，第一电阻R1另一端、第三电容C3另一端、第一线圈L1另一端、第四电阻R4另一端、第五电阻R5另一端和接地端连接。

进一步的，还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二连接引脚PA_2、第三连接引脚PA_3、第二三极管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五三极管Q5、第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关SW1，所述第六电阻R6一端和第二三极管Q2基极、第一运算放大器U1的5引脚、第二连接引脚PA_2连接，第七电阻R7一端和第一运算放大器U1的3引脚、第三连接引脚PA_3连接，第二三极管Q2发射极和第三MOS管Q3漏极、第一二极管D1阳极连接，第一二极管D1阴极和第二二极管D2阴极、第九电阻R9一端连接，第二二极管D2阳极和第五三极管Q5基极连接，第五三极管Q5集电极和第八电阻R8一端、第四MOS管Q4源极连接，第四MOS管Q4栅极和第三MOS管Q3栅极、第一开关SW1一端连接，第一开关SW1另一端和第一运算放大器U1的4引脚、电源连接，第十电阻R10一端和第三数字电位器U3的5引脚连接，第三数字电位器U3的4引脚和电源连接，第三数字电位器U3的14引脚、第三数字电位器U3的6引脚、第十电阻R10另一端、第九电阻R9另一端、第八电阻R8另一端、第七电阻R7另一端、第六电阻R6另一端、第一运算放大器U1的6引脚、第一运算放大器U1的14引脚和接地端连接。

进一步的，还包括第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第六MOS管Q6、第七三极管Q7、第三二极管D3、第四二极管D4，所述第三二极管D3阳极和第一运算放大器U1的3引脚连接，第三二极管D3阴极和第六MOS管Q6的源极连接，第六MOS管Q6漏极和第十一电阻R11一端、第三数字电位器U3的3引脚、第十一电阻R11一端连接，第六MOS管Q6栅极和第四二极管D4阳极、第四运算放大器U4的1引脚连接，第四二极管D4阴极和第十二电阻R12一端、第七三极管Q7基极连接，第七三极管Q7发射极、第四MOS管Q4漏极连接，第七三极管Q7集电极和第十电阻R10一端、第五运算放大器U5的1引脚连接，第五运算放大器U5的2引脚和电源连接。

进一步的，还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，所述第十三电阻R13一端和电源连接，第十三电阻R13另一端和第五三极管Q5发射极、第十四电阻R14一端连接，第十四电阻R14另一端和接地端连接，第十五电阻R15一端和电源连接，第十五电阻R15另一端和第二三极管Q2集电极连接。

进一步的，还包括第十六电阻R16、第十七电阻R17，所述第十六电阻R16一端和电源连接，第十六电阻R16另一端和第四运算放大器U4的3引脚、第十七电阻R17一端连接，第十七电阻R17另一端和接地端连接。

进一步的，还包括第十八电阻R18、第十九电阻R19，所述第十八电阻R18一端和电源连接，第十八电阻R18另一端和第五运算放大器U5的3引脚连接、第十九电阻R19一端连接，第十九电阻R19另一端和接地端连接。

进一步的，还包括第二十电阻R20，所述第二十电阻R20，所述第二十电阻R20一端和第三MOS管Q3栅极、第四MOS管Q4栅极连接，第二十电阻R20另一端和接地端连接。

进一步的，还包括第二十一电阻R21、第五发光二极管D5，所述第二十一电阻R21一端和电源连接，第二十一电阻R21另一端和第五发光二极管D5阳极连接，第五发光二极管D5阴极和接地端连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

可以对不同材质钢材的表面平整度进行检测，同时对不同的检测信号在放大时进行相对应调节，避免无检测信号输出或输出无变化的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的钢材表面平整度检测系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图，本发明是一种钢材表面平整度检测系统，包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三数字电位器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一连接引脚PA_1、第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一线圈L1，所述第一运算放大器U1的12引脚和电源连接，第一运算放大器U1的11引脚、10引脚和第一三极管Q1基极、第一电阻R1一端连接，第一三极管Q1集电极和第一电容C1一端、第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端和电源连接，第一三极管Q1发射极和第四电阻R4一端、第二电容C2一端、第三电容C3一端连接，第二电容C2另一端和第一线圈L1一端、第三电阻R3一端连接、第一电容C1另一端连接，第三电阻R3另一端和第二运算放大器U2的3引脚连接，第二运算放大器U2的2引脚和第五电阻R5一端、第三数字电位器U3的10引脚、11引脚连接，第三数字电位器U3的12引脚和第二运算放大器U2的1引脚、第一连接引脚PA_1连接，第一电阻R1另一端、第三电容C3另一端、第一线圈L1另一端、第四电阻R4另一端、第五电阻R5另一端和接地端连接。

具体地，还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二连接引脚PA_2、第三连接引脚PA_3、第二三极管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五三极管Q5、第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关SW1，所述第六电阻R6一端和第二三极管Q2基极、第一运算放大器U1的5引脚、第二连接引脚PA_2连接，第七电阻R7一端和第一运算放大器U1的3引脚、第三连接引脚PA_3连接，第二三极管Q2发射极和第三MOS管Q3漏极、第一二极管D1阳极连接，第一二极管D1阴极和第二二极管D2阴极、第九电阻R9一端连接，第二二极管D2阳极和第五三极管Q5基极连接，第五三极管Q5集电极和第八电阻R8一端、第四MOS管Q4源极连接，第四MOS管Q4栅极和第三MOS管Q3栅极、第一开关SW1一端连接，第一开关SW1另一端和第一运算放大器U1的4引脚、电源连接，第十电阻R10一端和第三数字电位器U3的5引脚连接，第三数字电位器U3的4引脚和电源连接，第三数字电位器U3的14引脚、第三数字电位器U3的6引脚、第十电阻R10另一端、第九电阻R9另一端、第八电阻R8另一端、第七电阻R7另一端、第六电阻R6另一端、第一运算放大器U1的6引脚、第一运算放大器U1的14引脚和接地端连接。

具体地，还包括第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第六MOS管Q6、第七三极管Q7、第三二极管D3、第四二极管D4，所述第三二极管D3阳极和第一运算放大器U1的3引脚连接，第三二极管D3阴极和第六MOS管Q6的源极连接，第六MOS管Q6漏极和第十一电阻R11一端、第三数字电位器U3的3引脚、第十一电阻R11一端连接，第六MOS管Q6栅极和第四二极管D4阳极、第四运算放大器U4的1引脚连接，第四二极管D4阴极和第十二电阻R12一端、第七三极管Q7基极连接，第七三极管Q7发射极、第四MOS管Q4漏极连接，第七三极管Q7集电极和第十电阻R10一端、第五运算放大器U5的1引脚连接，第五运算放大器U5的2引脚和电源连接。

具体地，还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，所述第十三电阻R13一端和电源连接，第十三电阻R13另一端和第五三极管Q5发射极、第十四电阻R14一端连接，第十四电阻R14另一端和接地端连接，第十五电阻R15一端和电源连接，第十五电阻R15另一端和第二三极管Q2集电极连接。

具体地，还包括第十六电阻R16、第十七电阻R17，所述第十六电阻R16一端和电源连接，第十六电阻R16另一端和第四运算放大器U4的3引脚、第十七电阻R17一端连接，第十七电阻R17另一端和接地端连接。

具体地，还包括第十八电阻R18、第十九电阻R19，所述第十八电阻R18一端和电源连接，第十八电阻R18另一端和第五运算放大器U5的3引脚连接、第十九电阻R19一端连接，第十九电阻R19另一端和接地端连接。

具体地，还包括第二十电阻R20，所述第二十电阻R20，所述第二十电阻R20一端和第三MOS管Q3栅极、第四MOS管Q4栅极连接，第二十电阻R20另一端和接地端连接。

具体地，还包括第二十一电阻R21、第五发光二极管D5，所述第二十一电阻R21一端和电源连接，第二十一电阻R21另一端和第五发光二极管D5阳极连接，第五发光二极管D5阴极和接地端连接。

具体地，考虑钢材的平整度检测以及材料的电阻率和导磁率的不同，此实施例中第三数字电位器U3为固定电阻，第一运算放大器U1为可变电阻器，第一线圈L1用于产生交变磁场，第一运算放大器U1和第一电阻R1用于第一三极管Q1偏置，初始上电状态第二电阻R2端电源使第一电容C1一端电位上升，第一电容C1另一端因第一线圈L1滞留使第二电容C2一端电位上升后经第一线圈L1和接地回路，随后第二电容C2另一端电位下降，第一三极管Q1导通，第二电阻R2端和第一电容C1一端电流一路经第一三极管Q1反馈到第三电容C3一端和第二电容C2另一端，第二电容C2一端电位下降，第一线圈L1阻止第二电容C2端电位下降，另一路电流经第四电阻R4回路，随后第一三极管Q1截止，第一电容C1一端电位在次上升，当第一线圈L1距钢板位置变化时，钢板上产生的涡流相对应使第一线圈L1阻抗变化，信号经第三电阻R3反馈到第二运算放大器U2的3引脚，在经第三数字电位器U3和第五电阻R5负反馈放大后输出到第一连接引脚PA_1完成检测，不同的材料时，调节第一运算放大器U1旋钮，改变第一线圈L1交变磁场大小。

具体地，考虑到不同材料进行检测后进行放大也需要相应调节的问题，避免出现无检测信号输出或输出无变化，此实施例中，第一运算放大器U1和第三数字电位器U3为数字电位器，第一运算放大器U1的3引脚跳过第三MOS管Q3、第六MOS管Q6直接与第三数字电位器U3的3引脚连接，而第十电阻R10跳过第七电阻R7直接与第三MOS管Q3源极以及第四MOS管Q4的漏极连接，第二三极管Q2和第五三极管Q5的集电极与电源连接，第三连接引脚PA_3用于第一运算放大器U1进行调节的启动信号输入，第二连接引脚PA_2用于调节位信号输入，第七电阻R7用于第一运算放大器U1和第三数字电位器U3的3引脚信号下拉，当第二连接引脚PA_2信号输入时，信号反馈到第二三极管Q2，第二三极管Q2导通，信号经第一二极管D1后使第二二极管D2阴极偏置，第五三极管Q5截止，第八电阻R8端无信号输出到第四MOS管Q4源极，而第二三极管Q2发射极则反馈信号到第三MOS管Q3漏极，第一开关SW1闭合时，第三MOS管Q3导通，第四MOS管Q4截止，第二三极管Q2发射极端信号与第三数字电位器U3的5引脚同步，反之则第八电阻R8端信号与第三数字电位器U3的5引脚信号同步，第十电阻R10用于第二三极管Q2同步时第三数字电位器U3的5引脚回路，第一开关SW1则用于选择调节第一线圈L1磁场大小时，当第一运算放大器U1调节不会导致出现无检测信号或无输出的情况时，则第一开关SW1可不进行闭合，也就是若第一运算放大器U1调节在使第一线圈L1加大磁场后，第二运算放大器U2的1引脚输出的信号不会出现输出处于第二运算放大器U2失调电压附近或临近电源电压时，第一开关SW1不闭合，反之则闭合，让第一运算放大器U1在调节时第三数字电位器U3滞后或超前调节，而第二二极管D2和第一二极管D1用于第三MOS管Q3和第四MOS管Q4信号分路，防止第五三极管Q5基极信号回流到第三MOS管Q3。

具体地，考虑到信号相应调节的保底机制，在此实施例中，断开第三数字电位器U3的5引脚与第三MOS管Q3源极以及第四MOS管Q4漏极的直连，断开第一运算放大器U1的3引脚和第三数字电位器U3的3引脚直连接，第三连接引脚PA_3在输入信号时信号先经第三二极管D3、第六MOS管Q6后再反馈到第三数字电位器U3，而第一开关SW1选择后，第三MOS管Q3或第四MOS管Q4的信号先经第七三极管Q7后再反馈到第三数字电位器U3，第四运算放大器U4和第五运算放大器U5的3引脚设置上下保底机制的阈值信号，第二运算放大器U2的1引脚输出的信号触发保底阈值信号时，第四运算放大器U4或第五运算放大器U5进行输出，当第四运算放大器U4的1引脚输出时，信号一路反馈到第六MOS管Q6，另一路经D反馈到第七三极管Q7基极，第三MOS管Q3和第七三极管Q7截止，第三数字电位器U3的3引脚信号经第十一电阻R11回路，而第三数字电位器U3的5引脚信号经第十电阻R10回路，第三数字电位器U3进行下调或上调，当第五运算放大器U5的1引脚输出时，信号一路反馈到第七三极管Q7的集电极，另一路信号反馈到第六MOS管Q6，第六MOS管Q6截止，第七三极管Q7导通，第三数字电位器U3进行上调或下调，第四二极管D4用于第七三极管Q7截流。

具体地，为保证电路较高容错率，设置第十五电阻R15对第二三极管Q2进行限流，第十三电阻R13对第六MOS管Q6进行限流，同时第十三电阻R13和第十四电阻R14对第六MOS管Q6进行分压，防止第二三极管Q2发射极信号经第一二极管D1后无法使第二二极管D2的阴极进行偏置，第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19用于设置第四运算放大器U4和第五运算放大器U5阈值信号，第二十电阻R20用于第三MOS管Q3和第四MOS管Q4栅极回路，第二十一电阻R21用于第五发光二极管D5限流，第五发光二极管D5用于电路上电指示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种钢材表面平整度检测系统，其特征在于，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三数字电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一连接引脚、第一三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一线圈，所述第一运算放大器的12引脚和电源连接，第一运算放大器的11引脚、10引脚和第一三极管基极、第一电阻一端连接，第一三极管集电极和第一电容一端、第二电阻一端连接，第二电阻另一端和电源连接，第一三极管发射极和第四电阻一端、第二电容一端、第三电容一端连接，第二电容另一端和第一线圈一端、第三电阻一端连接、第一电容另一端连接，第三电阻另一端和第二运算放大器的3引脚连接，第二运算放大器的2引脚和第五电阻一端、第三数字电位器的10引脚、11引脚连接，第三数字电位器的12引脚和第二运算放大器的1引脚、第一连接引脚连接，第一电阻另一端、第三电容另一端、第一线圈另一端、第四电阻另一端、第五电阻另一端和接地端连接。

2.根据权利要求1所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二连接引脚、第三连接引脚、第二三极管、第三MOS管、第四MOS管、第五三极管、第一二极管、第二二极管、第一开关，所述第六电阻一端和第二三极管基极、第一运算放大器的5引脚、第二连接引脚连接，第七电阻一端和第一运算放大器的3引脚、第三连接引脚连接，第二三极管发射极和第三MOS管漏极、第一二极管阳极连接，第一二极管阴极和第二二极管阴极、第九电阻一端连接，第二二极管阳极和第五三极管基极连接，第五三极管集电极和第八电阻一端、第四MOS管源极连接，第四MOS管栅极和第三MOS管栅极、第一开关一端连接，第一开关另一端和第一运算放大器的4引脚、电源连接，第十电阻一端和第三数字电位器的5引脚连接，第三数字电位器的4引脚和电源连接，第三数字电位器的14引脚、第三数字电位器的6引脚、第十电阻另一端、第九电阻另一端、第八电阻另一端、第七电阻另一端、第六电阻另一端、第一运算放大器的6引脚、第一运算放大器的14引脚和接地端连接。

3.根据权利要求2所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第六MOS管、第七三极管、第三二极管、第四二极管，所述第三二极管阳极和第一运算放大器的3引脚连接，第三二极管阴极和第六MOS管的源极连接，第六MOS管漏极和第十一电阻一端、第三数字电位器的3引脚、第十一电阻一端连接，第六MOS管栅极和第四二极管阳极、第四运算放大器的1引脚连接，第四二极管阴极和第十二电阻一端、第七三极管基极连接，第七三极管发射极、第四MOS管漏极连接，第七三极管集电极和第十电阻一端、第五运算放大器的1引脚连接，第五运算放大器的2引脚和电源连接。

4.根据权利要求2所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻，所述第十三电阻一端和电源连接，第十三电阻另一端和第五三极管发射极、第十四电阻一端连接，第十四电阻另一端和接地端连接，第十五电阻一端和电源连接，第十五电阻另一端和第二三极管集电极连接。

5.根据权利要求3所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第十六电阻、第十七电阻，所述第十六电阻一端和电源连接，第十六电阻另一端和第四运算放大器的3引脚、第十七电阻一端连接，第十七电阻另一端和接地端连接。

6.根据权利要求3所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第十八电阻、第十九电阻，所述第十八电阻一端和电源连接，第十八电阻另一端和第五运算放大器的3引脚连接、第十九电阻一端连接，第十九电阻另一端和接地端连接。

7.根据权利要求2所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第二十电阻，所述第二十电阻，所述第二十电阻一端和第三MOS管栅极、第四MOS管栅极连接，第二十电阻另一端和接地端连接。

8.根据权利要求1所述的钢材表面平整度检测系统，其特征在于，还包括第二十一电阻、第五发光二极管，所述第二十一电阻一端和电源连接，第二十一电阻另一端和第五发光二极管阳极连接，第五发光二极管阴极和接地端连接。