CN205405132U - 一种无线在线钢丝探伤检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线在线钢丝探伤检测装置，它涉及一种钢丝检测装置。它包括单片机、检测传感装置、存储器、液晶显示器、薄膜键盘、报警装置和PC机，检测传感装置、薄膜键盘接内设置有A/D模块的单片机，单片机分别与存储器、液晶显示器、报警装置连接，单片机还与PC机双向连接。本实用新型既可单独实施检测、又可与上位PC联机实现智能化检测诊断，功耗低、精度高，实用性强，易于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢丝检测装置，尤其涉及一种无线在线钢丝探伤检测装置。
背景技术
钢丝绳缺陷有LMA(金属横截面积损失):侧重考察钢丝绳中金属面积的缺损程度、LF(局部损伤)：侧重考察钢丝绳中的不连续性，比如断丝、严重的蚀坑等情况，现有技术的钢丝绳缺陷检测技术可实施检测，但无法同时做到既实施检测又与上位PC联机实现智能化检测诊断。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种无线在线钢丝探伤检测装置，。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无线在线钢丝探伤检测装置，结构设计合理，既可单独实施检测、又可与上位PC联机实现智能化检测诊断，功耗低、精度高，实用性强，易于推广使用。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种无线在线钢丝探伤检测装置，包括单片机、检测传感装置、存储器、液晶显示器、薄膜键盘、报警装置和PC机，检测传感装置、薄膜键盘接内设置有A/D模块的单片机，单片机分别与存储器、液晶显示器、报警装置连接，单片机还与PC机双向连接，所述单片机采用微处理器MSP430F149，检测传感装置采用集成霍尔元件UGN3515，存储器采用大容量闪速存储器W29C040作为外围扩展模块，进行实时数据的存储，液晶显示器采用液晶显示器MTG-24128，本系统采用单片机内置LCD驱动电路进行液晶显示器及薄膜键盘扩展设计，使其在采集处理外部信号的同时实时地显示波形和钢丝绳的报废情况以及断丝根数。所述的单片机通过串口通信电路与PC机连接，满足如离线再分析、远程监控和诊断或方便基于PC机实时分析等需要，串口通信电路由电平转换芯片、第一电解电容-第五电解电容组成，电平转换芯片采用电平转换芯片MAX3221EAE，电平转换芯片的第3脚与第7脚、第9脚与第11脚、第4脚与第6脚之间接有第一电解电容、第三电解电容、第五电解电容，电平转换芯片的第5脚、第3脚分别接第二电解电容、第四电解电容至地端。
作为优选，所述的薄膜键盘采用4×4结构矩阵式键盘，薄膜键盘包括10个用于设定钢丝绳绳径规格及相关参数的数字键和复位键、选择键、检测键、显示键、参数键、结束键6个功能键。
本实用新型的有益效果是：可准确定量化实现钢丝绳在线实时检测，与上位PC联机工作时，可实现钢丝绳断丝检测的自动识别与判断，功耗低、检测准确率高。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型LF型缺陷检测原理图；
图3是本实用新型LMA型缺陷检测原理图；
图4是本实用新型串口通信电路的原理图；
图5是本实用新型单片机主程序流程图；
图6是本实用新型串口通信程序流程图；
图7是本实用新型PC机检测程序组成框图。
具体实施方式
参照图1-7，本具体实施方式采用以下技术方案：一种无线在线钢丝探伤检测装置，包括单片机1、检测传感装置2、存储器3、液晶显示器4、薄膜键盘5、报警装置6和PC机7，检测传感装置2、薄膜键盘5接内设置有A/D模块8的单片机1，单片机1分别与存储器3、液晶显示器4、报警装置6连接，单片机1还与PC机7双向连接，所述单片机1采用微处理器MSP430F149，液晶显示器4采用液晶显示器MTG-24128。
值得注意的是，为满足如离线再分析、远程监控和诊断或方便基于PC机实时分析等需要，除可通过单片机及其液晶模块对检测信号进行实时采集、处理、分析及显示外，本系统设计了单片机1与PC机7的接口，单片机1通过串口通信电路与PC机7连接，串口通信电路由电平转换芯片U、第一电解电容C1-第五电解电容C5组成，电平转换芯片U采用电平转换芯片MAX3221EAE，电平转换芯片U的第3脚与第7脚、第9脚与第11脚、第4脚与第6脚之间接有第一电解电容C1、第三电解电容C3、第五电解电容C5，电平转换芯片U的第5脚、第3脚分别接第二电解电容C2、第四电解电容C4至地端。
本具体实施方式检测传感装置2采用输出电压为0.2-4.7V、灵敏度为5.0mV/G的集成霍尔元件UGN3515，采集的模拟电信号无需滤波放大，可直接送入单片机1，本系统中，6路模拟电信号送入单片机1的P6口，使用单片机1内嵌的A/D模块8进行模数转换，所得数字信号存入单片机1内存储器相应地址供软件使用处理。
系统采用单片机1内置LCD驱动电路进行液晶显示器4及薄膜键盘5扩展设计，使其在采集处理外部信号的同时实时地显示波形和钢丝绳的报废情况以及断丝根数；所述的薄膜键盘5采用4×4结构矩阵式键盘，薄膜键盘5包括10个用于设定钢丝绳绳径规格及相关参数的数字键和复位键、选择键、检测键、显示键、参数键、结束键6个功能键；钢丝绳缺陷检测中，需要仪器能实时保存检测数据，采用大容量闪速存储器W29C040作为外围扩展模块，进行实时数据的存储，已备单独检测完毕后将数据通过串口传输到PC机7进行离线再分析或作为历史数据进行查询和打印。
本具体实施方式应用漏磁通和磁桥路平衡检测原理，采用6片高灵敏线性集成霍尔元件UGN3515，以实现LF型(断丝、点蚀、局部形状异常等)缺陷和LMA型(磨损、锈蚀、绳径缩细等)缺陷的综合检测：
LF型缺陷漏磁场检测原理：如图2，利用励磁装置(两对稀土材料永磁铁9，永磁铁9两侧设置有第一衔铁10)将钢丝绳11磁化到一定磁场强度后，一旦钢丝绳11中存在断丝，在断丝断口处磁力线将发生扭曲并产生向外扩散的漏磁场12，由福斯特模型可知，断丝数量越多，漏磁场越强，检测被聚磁环集中后的漏磁场，并标定、分析，便可计算出钢丝绳“断丝”的数量。
LMA型缺陷磁桥路检测原理：如图3，设计磁化回路时，主磁路13上钢丝绳11与第一衔铁10的磁场参数相同，结构上相对于第二衔铁14的磁桥路15对称，在主磁路13与磁桥路15的共同作用下将钢丝绳11磁化到饱和状态，磁化后的钢丝绳11和主磁路13相对于磁桥路15组成磁桥。如果钢丝绳11无缺陷，通过磁桥路15的磁通量应当为零；当钢丝绳11发生磨损，截面积减小时，整个磁路的磁通平衡被破坏，磁桥路15中的磁通量发生变化，利用磁敏元件检测出磁桥路15中磁感应强度的变化，基于基尔霍夫定律，即可计算出钢丝绳“磨损量”的大小。
检测装置采用NMI-OME/100型旋转编码器对缺陷进行定位。检测过程中，随着检测装置在钢丝绳上运动，发出等空间脉冲信号，检测软件在脉冲信号作用下，采集数据并同时进行分析和识别，输出相应的波形图，以判断钢丝绳的断丝、磨损等缺陷及其精确位置。
本具体实施方式系统软件由单片机检测软件和PC机检测软件组成。单片机检测软件采用C语言编写，包括检测子程序、显示子程序、串口通信子程序等独立模块，主程序流程图如图5，主程序完成系统初始化，在显示缓冲区内容与扫描键盘之间循环，等待命令输入，并完成绳径参数设定。检测子程序是软件的核心，为了不遗漏采集点，系统以编码器脉冲信号申请外部中断方式，请求CPU执行其服务子程序，并在两次中断之间将采集到的数据存放在ADC数据寄存器ADAT中，同时进行数据预处理和断丝判别工作。显示子程序中，适当的延时循环显示031H-03FH显示缓冲区中的内容。
串口通信则是以前置判断的方式决定CPU是否执行其服务子程序，当应用场合需要使用PC机时，按下“选择键”即启动与上位机串行通信子程序，其流程图如图6。
PC机检测软件用VisualC++6.0语言编写，主要包括在线检测、手动分析、自动分析、波形分析、检测报告、历史数据、数据保存、参数设置等模块，其程序组成框图如图7所示，系统采用多线程编程技术，当按下“在线检测”或“继续在线检测”时系统将启动辅助线程，辅助线程专门负责数据的采集和波形图像的动态显示，而主线程负责主程序界面的操作，从而解决了WINDOWS下对数据采集实时性差的问题，同时在系统编程时采用了先对内存图像操作，再显示于程序界面，从而实现了波形和提示信息的动态显示。
本具体实施方式可准确定量化实现钢丝绳在线实时检测，单独应用时，检测到断丝，仪器可发出声警，并显示断丝位置、断丝根数及危险程度，与上位PC联机工作时，可实现钢丝绳断丝检测的自动识别与判断，是一种既可单独实施检测、又可与上位PC联机实现智能化检测诊断的低功耗、高精度钢丝绳缺陷在线检测装置，对外部断丝检测准确率达到95％以上，内部断丝/检测准确率达到90％以上，检测精准度高，具有广阔的市场应用前景。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种无线在线钢丝探伤检测装置，其特征在于：包括单片机(1)、检测传感装置(2)、存储器(3)、液晶显示器(4)、薄膜键盘(5)、报警装置(6)和PC机(7)，检测传感装置(2)、薄膜键盘(5)接内设置有A/D模块(8)的单片机(1)，单片机(1)分别与存储器(3)、液晶显示器(4)、报警装置(6)连接，单片机(1)还与PC机(7)双向连接，所述单片机(1)采用微处理器MSP430F149；所述的单片机(1)通过串口通信电路与PC机(7)连接，串口通信电路由电平转换芯片(U)、第一电解电容(C1)-第五电解电容(C5)组成，电平转换芯片(U)采用电平转换芯片MAX3221EAE，电平转换芯片(U)的第3脚与第7脚、第9脚与第11脚、第4脚与第6脚之间接有第一电解电容(C1)、第三电解电容(C3)、第五电解电容(C5)，电平转换芯片(U)的第5脚、第3脚分别接第二电解电容(C2)、第四电解电容(C4)至地端。
2.如权利要求1所述的一种无线在线钢丝探伤检测装置，其特征在于：所述的检测传感装置(2)采用集成霍尔元件UGN3515。
3.如权利要求1所述的一种无线在线钢丝探伤检测装置，其特征在于：所述的存储器(3)采用大容量闪速存储器W29C040。
4.如权利要求1所述的一种无线在线钢丝探伤检测装置，其特征在于：所述的液晶显示器(4)采用液晶显示器MTG-24128。
5.如权利要求1所述的一种无线在线钢丝探伤检测装置，其特征在于：所述的薄膜键盘(5)采用4×4结构矩阵式键盘，薄膜键盘(5)包括10个用于设定钢丝绳绳径规格及相关参数的数字键和复位键、选择键、检测键、显示键、参数键、结束键6个功能键。
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| CN108918652A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-30 | 安徽吉乃尔电器科技有限公司 | 一种牵引钢丝绳的检测设备 |
| CN108995659A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-14 | 安徽吉乃尔电器科技有限公司 | 架空缆索道输送设施 |
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