CN202903147U

CN202903147U - 一种厚度检测仪

Info

Publication number: CN202903147U
Application number: CN 201220605144
Authority: CN
Inventors: 徐龙; 陈毛安
Original assignee: Jiangyin Hepu Microelectronics Co ltd
Current assignee: Jiangyin Hepu Microelectronics Co ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-11-16

Abstract

本实用新型公开了一种厚度检测仪，包括CPU处理器，在CPU处理器上连接厚度检测传感器，厚度检测传感器与CPU之间设有信号调理电路。厚度检测传感器包括分体设置的用于发射电磁波的发射线圈和用于接收电磁波的接收线圈，从而将厚度信息转变为电磁场的强弱变化，进而转变为不同的电信号。其中发射线圈依次连接信号发生电路和晶体振荡器，信号发生电路和晶体振荡器由独立电源供电，所述接收线圈连接谐振回路，所述谐振回路连接所述信号调理电路；所述晶体振荡器用于产生振荡交流信号；所述信号发生电路用于对交流信号进行倍频、分频及整形处理，生成正弦波信号；所述接收线圈与谐振回路连接用于将接收线圈接收的变化的磁场转化为电压信号。

Description

一种厚度检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种厚度检测仪装置，特别是可以通过电磁波无损检测的方法，实现对厚度的精确测量的厚度检测仪。

背景技术

在产品生产过程中，需要对产品的厚度进行精确的测量，从而可以进行后续的生产；在产品成型以后，需要对产品的厚度进行精确的测量，从而确定产品的质量是否合格，这是一个关系到产品质量，有时甚至是关系到生命财产安全的问题。比如在建筑业中，需要对混凝土的厚度进行精确的测量，从而保证楼盘的质量。在进行产品厚度的测量过程中，比如对于非金属板（如混凝土、岩石、玻璃板等）进行厚度测量，需要对待测物品不进行任何破坏，要求能够快速得出测量结果。

厚度检测仪通过厚度检测传感器的无损检测方法，可以实现对厚度的精确测量，从而可以为进一步的质量分析提供强有力的保证。

为此，如何实现一种低功耗、功能相对完备、性能稳定、充分发挥本身特点的新颖的厚度检测仪成为主要问题。

发明内容

发明目的：本实用新型针对现有技术的不足，提供一种厚度检测仪。

本实用新型公开了一种厚度检测仪，包括CPU处理器，在CPU处理器上连接厚度检测传感器，厚度检测传感器与CPU之间设有信号调理电路。

本实用新型中，厚度检测传感器包括分体设置的用于发射电磁波的发射线圈和用于接收电磁波的接收线圈，从而将厚度信息转变为电磁场的强弱变化，进而转变为不同的电信号。其中发射线圈依次连接信号发生电路和晶体振荡器，信号发生电路和晶体振荡器由独立电源供电，所述接收线圈连接谐振回路，所述谐振回路连接所述信号调理电路；所述晶体振荡器用于产生振荡交流信号；所述信号发生电路用于对交流信号进行倍频、分频及整形处理，生成正弦波信号；所述接收线圈与谐振回路连接用于将接收线圈接收的变化的磁场转化为电压信号。

本实用新型中，所述信号调理电路包括依次串联的信号放大电路、信号归一化电路以及滤波电路，其中信号放大电路连接所述厚度检测传感器，所述滤波电路连接CPU处理器，所述CPU处理器还通过一高/低增益切换电路连接信号放大电路；所述信号放大电路用于将所述电压信号放大转化为正弦波信号；所述信号归一化电路用于将正弦波信号转变为直流信号；所述滤波电路用于对直流信号进行去抖动处理。所述信号调理电路，用于将厚度检测传感器送出的微弱电信号进行有效放大，同时将放大后的信号通过归一化处理，从而将不同幅度的交流信号转变为电压不同的直流信号，然后送给CPU处理器进行AD转换等处理。

本实用新型中，所述CPU处理器连接用于传输音频信号的射频电路，以及扬声器和麦克风。由此可以和外部的音频设备进行通话。所述射频电路，可以使用2.4GHz模块或者WIFI模块通过无线来实现数据传输或者音频传输。所述麦克风电路用于采集外界输入的音频信号，送给CPU处理器。所述扬声器电路用于将CPU处理器送出的音频信号放大后输出。

有益效果：本实用新型所述的厚度检测仪具有如下优点：1、采用单芯片解决方案，外围设备少，可以开发出体积小、成本低的产品；2、测量精度高，使用方便；3、通过射频电路，可以实现音频和数据双向传输，系统抗干扰性强、传输可靠；4、采用厚度检测传感器实现无损检测，比较适合于厚度检测传感器的发送和接收探头需要布置在不同空间内的场合；5、可以实现无线音频对讲。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本实用新型厚度检测仪的应用系统示意图。

图2为本实用新型厚度检测仪1的原理方框图。

图3为本实用新型无线音频对讲设备2的原理方框图。

图4为本实用新型厚度检测仪1中的厚度检测传感器14的电路原理示意图。

图5为本实用新型厚度检测仪1中的信号调理电路15的电路原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

实施例

如图1所示，本实用新型公开了一种厚度检测仪的应用实施方案，特别是用于对非金属板厚度的测量，包括厚度检测仪1以及与之配套的无线音频对讲设备2。

如图2所示，本实用新型的厚度检测仪1，包括CPU处理器11，在CPU处理器11外围分别连接有调试电路13、存储电路12、厚度检测传感器14、信号调理电路15、USB及相关电路16、外设17、射频电路18、LCD显示电路19、麦克风电路20、扬声器电路21、电源22、SD卡电路23等。厚度检测仪1通过射频电路35可以与无线音频对讲设备2之间进行语音通信。所述调试电路13为JTAG调试电路，用于调试CPU。所述存储电路12包括FLASH存储器、EEPROM以及SDRAM存储器。所述外设器件17包括按键以及LED。所述电源21为直流电源或者锂离子/聚合物电池。

如图3所示，本实用新型又公开了一种厚度检测仪所述的无线音频对讲设备2，包括CPU处理器31，在CPU处理器31外围分别连接有调试电路33、存储电路32、外设34、射频电路35、LCD显示电路36、麦克风电路37、扬声器电路38、电源39等。无线音频对讲设备2通过射频电路35可以与厚度检测仪1之间进行语音通信。所述调试电路33为JTAG调试电路，用于调试CPU。所述存储电路32包括FLASH存储器以及SDRAM存储器。所述外设器件34包括按键以及LED。所述电源39为直流电源或者锂离子/聚合物电池。

在本实施例中，厚度检测仪1的工作原理如下：

1.CPU 11是系统的控制核心，对整个系统进行控制。

2.存储电路12包括FLASH存储器、EEPROM以及SDRAM存储器。

3.图4为厚度检测传感器14的原理图。工作原理如下：厚度检测传感器14包括发射探头和接收探头。发射探头包括发射线圈41、信号发生电路42、晶体振荡器43以及电源44等组成；接收探头包括接收线圈51、谐振回路52等组成。工作的时候，需要将发射探头对准被测物体62的一侧，接收探头对准被测物体62的另一侧。晶体振荡器43产生一定频率的交流信号，经过信号发生电路42的倍频、分频及整形处理之后，变成具有一定幅度和频率的正弦波信号；交变的信号通过发射线圈41产生磁场，从而产生了电磁波；接收线圈51感知周围变化的磁场，跟谐振回路52一起，将其转变为微弱的电压信号；该电压信号的幅度与被测物体62的厚度有关；该电压信号然后被传递给信号调理电路15。

4.图5为信号调理电路15的原理图。工作原理如下：信号调整电路15包括微弱信号放大电路71、高/低增益切换电路74、信号归一化电路72、滤波电路73等。厚度检测传感器14送出的反应厚度信息的微弱的电压信号，通过微弱信号放大电路71进行放大，变成具有一定幅度和频率的正弦波信号；然后该信号被传递给信号归一化电路72；信号归一化电路72完成对该正弦波信号的归一化运算，从而将不同幅度的交流信号转变为电压不同的直流信号；最后经过滤波电路73的去抖动等的处理后，信号被传递给CPU 11进行AD转换等处理，从而获得所需要测量的厚度信息。如果经过比较待测的厚度数值过大或者过小，CPU 11会通过控制高/低增益切换电路74将微弱信号放大电路71的增益设置在合理的数值，从而可以实现自动测量。

5.USB及相关电路16，可以实现厚度检测仪与电脑之间通过USB连接，从而可以实现数据传输等功能。

6.外设器件17包括按键以及LED等，可以根据需要进行相应的定制。

7.射频电路18，可以使用2.4GHz模块或者WIFI模块通过无线24来实现数据传输或者音频传输。厚度检测仪1通过射频电路18可以与无线音频对讲设备2之间进行语音通信或者数据传输。

8.LCD显示电路19用于显示用户界面信息以及厚度信息等。

9.麦克风电路20用于采集外界输入的音频信号，送给CPU处理器。

10.扬声器电路21用于将CPU处理器送出的音频信号放大后输出。

11.电源21为所有电路提供运行所需要的各种电源，电源部分的输入电源为直流电源或者锂离子/聚合物电池。

12.SD卡电路22可以用于实现数据的存储，方便实现数据之间的共享。

13. 通过JTAG调试电路13的JTAG调试接口，可以调试CPU 11。

所述的厚度检测仪1的电路中，CPU 11可以选用型号为江苏和普科技有限公司的HPC3129芯片，该公司芯片公开对外销售；HPC3129芯片是基于ARCVDO结构的CPU芯片，ARCVDO是一款高性能32位RISC处理器，并具有128位SIMD多媒体加速指令，适用于Video CODEC应用；ARCVDO由32位RISC处理器和128位SIMD矢量处理器构成；该芯片为193PIN BGA封装；该芯片具有AD、DA功能，可以实现对音视频信号的数模模数转换；具有JTAG调试功能；支持USB OTG、SD卡协议，并有IIS接口、SPI总线、IIC总线和串口；支持外接键盘、SDRAM和NAND FLASH；可以对音频信号进行PCM、ADPCM、AAC、MP3、SPEEX等多种格式的编解码，对视频信号进行MJPEG、MPEG4、H.264等多种格式的编解码；具有TVOUT输出功能；具有同步RF MODEM控制接口；支持SPI FLASH、NAND FLASH、USB、串口等多种启动方式。该芯片具有成本低、功能全、功耗小的特点。

信号调理电路15中的微弱信号放大器选用型号为ANALOG DEVICES公司的AD620；信号归一化芯片选用型号为ANALOG DEVICES公司的AD637。射频电路中的无线收发器选用型号为AMICCOM公司的A7121；无线WIFI接口芯片选用的型号为MARVELL公司的88W8686。

在本实施例中，无线音频对讲设备2的工作原理如下：

1.CPU 31是系统的控制核心，对整个系统进行控制。

2.存储电路32包括FLASH存储器以及SDRAM存储器。

3.外设器件34包括按键以及LED等，可以根据需要进行相应的定制。

4.射频电路35，可以使用2.4GHz模块或者WIFI模块通过无线来实现数据传输或者音频传输。无线音频对讲设备2通过射频电路35可以与厚度检测仪1之间进行语音通信或者数据传输。

5.LCD显示电路36用于显示用户界面信息以及厚度信息等。

6.麦克风电路37用于采集外界输入的音频信号，送给CPU处理器。

7.扬声器电路38用于将CPU处理器送出的音频信号放大后输出。

8.电源39为所有电路提供运行所需要的各种电源，电源部分的输入电源为直流电源或者锂离子/聚合物电池。

9. 通过JTAG调试电路33的JTAG调试接口，可以调试CPU 31。

所述的无线音频对讲设备2的电路中，CPU 31选用型号为江苏和普科技有限公司的HPC3129芯片，该公司芯片公开对外销售；HPC3129芯片是基于ARCVDO结构的CPU芯片，ARCVDO是一款高性能32位RISC处理器，并具有128位SIMD多媒体加速指令，适用于Video CODEC应用；ARCVDO由32位RISC处理器和128位SIMD矢量处理器构成；该芯片为193PIN BGA封装；该芯片具有AD、DA功能，可以实现对音视频信号的数模模数转换；具有JTAG调试功能；支持USB OTG、SD卡协议，并有IIS接口、SPI总线、IIC总线和串口；支持外接键盘、SDRAM和NAND FLASH；可以对音频信号进行PCM、ADPCM、AAC、MP3、SPEEX等多种格式的编解码，对视频信号进行MJPEG、MPEG4、H.264等多种格式的编解码；具有TVOUT输出功能；具有同步RF MODEM控制接口；支持SPI FLASH、NAND FLASH、USB、串口等多种启动方式。该芯片具有成本低、功能全、功耗小的特点。

射频电路中的无线收发器选用型号为AMICCOM公司的A7121；无线WIFI接口芯片选用的型号为MARVELL公司的88W8686。

本实施例采用单芯片解决方案，外围设备少，可以开发出体积小、成本低、性能好的产品。

本实用新型提供了一种厚度检测仪的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种厚度检测仪，包括CPU处理器，其特征在于，在CPU处理器上连接厚度检测传感器，厚度检测传感器与CPU之间设有信号调理电路。

2.根据权利要求1所述的厚度检测仪，其特征在于，厚度检测传感器包括分体设置的用于发射电磁波的发射线圈和用于接收电磁波的接收线圈，其中发射线圈依次连接信号发生电路和晶体振荡器，信号发生电路和晶体振荡器由独立电源供电，所述接收线圈连接谐振回路，所述谐振回路连接所述信号调理电路；

所述晶体振荡器用于产生振荡交流信号；

所述信号发生电路用于对交流信号进行倍频、分频及整形处理，生成正弦波信号；

所述接收线圈与谐振回路连接用于将接收线圈接收的变化的磁场转化为电压信号。

3.根据权利要求2所述的厚度检测仪，其特征在于，所述信号调理电路包括依次串联的信号放大电路、信号归一化电路以及滤波电路，其中信号放大电路连接所述厚度检测传感器，所述滤波电路连接CPU处理器，所述CPU处理器还通过一高/低增益切换电路连接信号放大电路；

所述信号放大电路用于将所述电压信号放大转化为正弦波信号；

所述信号归一化电路用于将正弦波信号转变为直流信号；

所述滤波电路用于对直流信号进行去抖动处理。

4.根据权利要求2所述的厚度检测仪，其特征在于，所述CPU处理器连接用于传输音频信号的射频电路，以及扬声器和麦克风。