CN205607928U - 一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，包括依次相连的压电陶瓷片传感器、电荷放大器、线性放大电路、电压比较器、主控制器、无线模块和终端设备，以及数字显示模块和接口按键模块；所述线性放大电路的输出端和接口按键模块的输出端均与主控制器的输入端相连；所述数字显示模块的输入端与主控制器的输出端相连。本实用新型利用价格低廉的压电陶瓷片传感器等元器件，克服现有技术中声发射振动检测装置结构复杂，功耗大，成本高等不足，提供一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，实现声发射振动检测和显示、以及信息远程传送，系统成本低，硬件易实现，且能可靠测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种振动检测装置，特别是涉及一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，属于声发射检测技术。
背景技术
声发射检测仪原理是接收采集来自声发射源的声波信号即声发射信号，经前置放大器放大后，并由信号采集处理系统对声发射信号做处理后，由记录显示系统进行记录分析显示达到检测声发射源的目的。声发射检测技术是一种动态无损检测方法，其信号来自缺陷本身，因此，用声发射检测法可以判断缺陷的活动性和严重性。
对于声发射信号的测量，有很多种方法。现有专利文献（CN 204462082U）提出了一种声发射信号的测量方法，该测量方法采用信号过滤器和PLC系统构成一套装置；装置包括声发射传感器、一号信号过滤器、信号放大器、二号信号过滤器、PLC系统、显示模块、储存模块、发声模块。工作时，将声发射传感器安置在铁路上，信号经过两次过滤后，送入到PLC系统中，PLC系统对接收到的信号进行处理，并将结果在显示模块上面进行显示。但是，该测量方法结构复杂，功耗大，成本高。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于利用价格低廉的压电陶瓷片传感器等元器件，克服现有技术中声发射振动检测装置结构复杂，功耗大，成本高等不足，提供一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，实现声发射振动检测和显示、以及信息远程传送，系统成本低，硬件易实现，且能可靠测量。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，包括依次相连的压电陶瓷片传感器、电荷放大器、线性放大电路、电压比较器、主控制器、无线模块和终端设备，以及数字显示模块和接口按键模块；所述线性放大电路的输出端和接口按键模块的输出端均与主控制器的输入端相连；所述数字显示模块的输入端与主控制器的输出端相连。
本实用新型进一步设置为：所述电荷放大器包括第一放大器，以及相互并联的第一电阻和第一电容；第一电阻和第一电容并联后的一端与第一放大器的负极相连、并连接压电陶瓷片传感器的输出端，第一电阻和第一电容并联后的另一端与第一放大器的输出端相连、并连接线性放大电路的输入端，第一放大器的正极接地。
本实用新型进一步设置为：所述线性放大电路包括第二放大器，所述第二放大器的正极通过第二电阻与电荷放大器的输出端相连，第二放大器的负极通过第三电阻接地，第二放大器的负极和输出端之间并联有第四电阻，第二放大器的输出端与电压比较器的输入端相连。
本实用新型进一步设置为：所述电压比较器包括第三放大器，所述第三放大器的正极与线性放大电路的输出端相连，第三放大器的输出端与主控制器的输入端相连，第三放大器的负极通过第五电阻连接3.3V电压、并通过第六电阻接地。
本实用新型进一步设置为：所述接口按键模块用于对报警的声发射信号幅度进行设置，包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，以及第一按键、第二按键、第三按键和第四按键；所述第七电阻的一端、第八电阻的一端、第九电阻的一端和第十电阻的一端均与主控制器相连，并分别通过第一按键、第二按键、第三按键和第四按键接地；第七电阻的另一端、第八电阻的另一端、第九电阻的另一端和第十电阻的另一端均与3.3V电压相连。
本实用新型进一步设置为：所述主控制器采用MSP430F149单片机。
本实用新型进一步设置为：所述数字显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
本实用新型进一步设置为：所述无线模块采用TC35i芯片。
本实用新型进一步设置为：所述终端设备为手机。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
通过采用压电陶瓷片传感器来敏感接收声发射振动信号的变化，利用电荷放大器和线性放大电路对信号进行放大，当信号幅度大于电压比较器设定的阈值电压，主控制器开始进行A/D转换；通过接口按键模块来设置预警的声发射信号幅值，当检测到幅值大于按键设定值，开始通过无线模块向终端设备发送报警信息。本实用新型提供的声发射振动检测装置采用了两级声发射信号幅值的阈值控制，减少了主控制器的采集任务和功耗，结构简单，成本低，可应用于无法直接连线的声发射检测，实现可靠测量。
上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附图说明
图1为本实用新型一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置的结构框图；
图2为本实用新型一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置中电荷放大器的电路图；
图3为本实用新型一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置中线性放大电路的电路图；
图4为本实用新型一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置中电压比较器的电路图；
图5为本实用新型一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置中接口按键模块的电路图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，包括依次相连的压电陶瓷片传感器、电荷放大器、线性放大电路、电压比较器、主控制器、无线模块和终端设备，以及数字显示模块和接口按键模块；所述线性放大电路的输出端和接口按键模块的输出端均与主控制器的输入端相连；所述数字显示模块的输入端与主控制器的输出端相连。
作为优选，所述主控制器可采用MSP430F149单片机，其自带的AD转换模块ADC12模块具有12位转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差，而且内置采样与保持电路，转换内核可以关断，可节省系统能耗。
作为优选，所述数字显示模块采用LCD12864液晶显示屏，所述无线模块采用TC35i芯片，所述终端设备为手机，均采用易实现的硬件，确保系统成本低和测量可靠性。
如图2所示，所述电荷放大器包括第一放大器LF356，以及相互并联的第一电阻R1和第一电容C1；第一电阻R1和第一电容C1并联后的一端与第一放大器LF356的负极相连、并连接压电陶瓷片传感器Ct的输出端，第一电阻R1和第一电容C1并联后的另一端与第一放大器LF356的输出端A1相连、并连接线性放大电路的输入端，第一放大器LF356的正极接地。
如图3所示，所述线性放大电路包括第二放大器OP07，所述第二放大器OP07的正极通过第二电阻R2与电荷放大器的输出端A1相连，第二放大器OP07的负极通过第三电阻R3接地，第二放大器OP07的负极和输出端A2之间并联有第四电阻R4，第二放大器OP07的输出端A2与电压比较器的输入端相连。
如图4所示，所述电压比较器包括第三放大器，所述第三放大器的正极与线性放大电路的输出端A2相连，第三放大器的输出端A3与主控制器的输入端相连，第三放大器的负极通过第五电阻R5连接3.3V电压、并通过第六电阻R6接地。第五电阻R5为可调电阻。
如图5所示，所述接口按键模块用于对报警的声发射信号幅度进行设置，包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，以及第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4；所述第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端均与主控制器相连，并分别通过第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4接地；第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第九电阻R9的另一端和第十电阻R10的另一端均与3.3V电压相连。如图5所示，按键S1、S2、S3、S4的引脚一端依次连接在主控制器是单片机MSP430F149的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的四个I/O口上。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：包括依次相连的压电陶瓷片传感器、电荷放大器、线性放大电路、电压比较器、主控制器、无线模块和终端设备，以及数字显示模块和接口按键模块；所述线性放大电路的输出端和接口按键模块的输出端均与主控制器的输入端相连；所述数字显示模块的输入端与主控制器的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述电荷放大器包括第一放大器，以及相互并联的第一电阻和第一电容；第一电阻和第一电容并联后的一端与第一放大器的负极相连、并连接压电陶瓷片传感器的输出端，第一电阻和第一电容并联后的另一端与第一放大器的输出端相连、并连接线性放大电路的输入端，第一放大器的正极接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述线性放大电路包括第二放大器，所述第二放大器的正极通过第二电阻与电荷放大器的输出端相连，第二放大器的负极通过第三电阻接地，第二放大器的负极和输出端之间并联有第四电阻，第二放大器的输出端与电压比较器的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述电压比较器包括第三放大器，所述第三放大器的正极与线性放大电路的输出端相连，第三放大器的输出端与主控制器的输入端相连，第三放大器的负极通过第五电阻连接3.3V电压、并通过第六电阻接地。
5.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述接口按键模块用于对报警的声发射信号幅度进行设置，包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，以及第一按键、第二按键、第三按键和第四按键；
所述第七电阻的一端、第八电阻的一端、第九电阻的一端和第十电阻的一端均与主控制器相连，并分别通过第一按键、第二按键、第三按键和第四按键接地；第七电阻的另一端、第八电阻的另一端、第九电阻的另一端和第十电阻的另一端均与3.3V电压相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述主控制器采用MSP430F149单片机。
7.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述数字显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述无线模块采用TC35i芯片。
9.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷片的声发射振动检测装置，其特征在于：所述终端设备为手机。
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| CN109115409A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-01 | 温州大学激光与光电智能制造研究院 | 一种基于平行压电阵列的阀门泄漏声发射源定位方法 |
| CN115014506A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-06 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 一种振动检测电路及便携式仪器 |
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| CN115014506B (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-04 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 一种振动检测电路及便携式仪器 |
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