CN205941245U - 用于轴承套圈的便携式硬度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，该装置包括波形发生器、功率放大器、巴克豪森噪声传感器、前置放大器、一级滤波器、一级放大电路、二级滤波器、二级放大电路、A/D转换模块、DSP数字信号处理模块、ARM处理模块以及LCD显示模块；其中，巴克豪森噪声传感器具有半球状探头。本实用新型的便携式硬度检测装置可适应圆形轴承，能更有效地探测巴克豪森噪声，减少磁通量的损耗，使得该装置能够提高硬度检测精度。

Description

用于轴承套圈的便携式硬度检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术，尤其涉及一种用于轴承套圈的便携式硬度检测装置。

背景技术

硬度是金属材料评价的常用指标之一，能有效反应金属的力学性能，金属的硬度往往决定了其物理特性及其使用情况同时可以反映金属材料在组织结构、热处理工艺和不同的化学成分条件下性能的差异。

轴承在制作过程中易出现硬度变化，当硬度超出一定界限将严重影响轴承套圈的使用及其寿命，因此在轴承套圈制作后能有效的检测其硬度，具有重要的意义。通过剔除烧伤零件，避免不合格零件流入装配环节，以保证精密工件品质。现有的轴承套圈硬度检测分为有损检测和无损检测，有损检测破坏工件的性质，影响其寿命和功能而受到限制，无损检测主要超声波检测、涡流检测、激光检测、X射线检测及磁效应检测，在实时性、价格、探测精度和探测深度等方面都与磁效应检测有不足。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本实用新型提供了一种用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，以至少解决目前用于轴承套圈的硬度检测技术检测精度低的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，便携式硬度检测装置包括波形发生器、功率放大器、巴克豪森噪声传感 器、前置放大器、一级滤波器、一级放大电路、二级滤波器、二级放大电路、A/D转换模块、DSP数字信号处理模块、ARM处理模块以及LCD显示模块；其中，巴克豪森噪声传感器具有具有半球状探头；ARM处理模块的正弦波信号输出端连接波形发生器的信号输入端，波形发生器的信号输出端连接功率放大器的信号输入端，功率放大器的信号输出端连接巴克豪森噪声传感器的信号输入端，巴克豪森噪声传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，前置放大器的信号输出端连接一级滤波器的信号输入端，一级滤波器的信号输出端连接一级放大电路的信号输入端，一级放大电路的信号输出端连接二级滤波器的信号输入端，二级滤波器的信号输出端连接二级放大电路的信号输入端，二级放大电路的信号输出端连接A/D转换模块的信号输入端，A/D转换模块的信号输出端连接DSP数字信号处理模块的数字信号输入端，DSP数字信号处理模块的数据通信端连接ARM处理模块的数据通信端，ARM处理模块的显示信号输出端连接LCD显示器的信号输入端。

进一步地，巴克豪森噪声传感器包括磁化器和接收器；磁化器包括激励线圈和U型骨架，其中，U型骨架的主体采用U型硅钢片叠加而成，U型骨架的开口处两个顶部各自连接一个半球状探头，激励线圈采用铜芯漆包线并绕于U型骨架的中间部位；接收器包括接收线圈和镍锌铁氧体磁棒，其中，接收线圈采用铜芯漆包线并绕于镍锌铁氧体磁棒的中间部位，镍锌铁氧体磁棒通过非导电器件固定U型骨架的U型空间内，镍锌铁氧体磁棒的靠近U型骨架开口的一端为半球状。

进一步地，接收线圈的绕线外包覆有铜箔。

进一步地，便携式硬度检测装置还包括额度报警器，额度报警器用于在检测到的硬度值大于预定最大值时、或者小于预定最小值时，发出警报。

本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置提供了可适应轴承形状的无损硬度检测方案，该便携式硬度检测装置采用半球状探头，可适应圆形轴承，能更有效地探测巴克豪森噪声，减少磁通量的损耗，使得该装置的检测精度较高。同时，本实用新型采用ARM加DSP设计，再既保证功耗的前提下又提高了计算的速度和精度，保证了实时显示的作用，加快了检测的速度和精度。

本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，可实时检测轴承套圈上各区域面的硬度大小，通过额度报警器，能够在检测到的硬度超出界限时发出报警。

本实用新型可实现轴承套圈硬度的逐一检测，可有效提高轴承套圈生产的 工艺水平和装备自动化水平，对保证产品性能、质量与精度具有重要作用，促进我国在轴承套圈硬度无损检测技术上发展。

通过以下结合附图对本实用新型的最佳实施例的详细说明，本实用新型的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：

图1是示出本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置的一个示例的结构示意图；

图2是示出图1所示的巴克豪森噪声传感器的一种可能结构的示意图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本实用新型实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

本实用新型的实施例提供了一种用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，便携式硬度检测装置包括波形发生器、功率放大器、巴克豪森噪声传感器、前置 放大器、一级滤波器、一级放大电路、二级滤波器、二级放大电路、A/D转换模块、DSP数字信号处理模块、ARM处理模块以及LCD显示模块；其中，巴克豪森噪声传感器具有半球状探头；ARM处理模块的正弦波信号输出端连接波形发生器的信号输入端，波形发生器的信号输出端连接功率放大器的信号输入端，功率放大器的信号输出端连接巴克豪森噪声传感器的信号输入端，巴克豪森噪声传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，前置放大器的信号输出端连接一级滤波器的信号输入端，一级滤波器的信号输出端连接一级放大电路的信号输入端，一级放大电路的信号输出端连接二级滤波器的信号输入端，二级滤波器的信号输出端连接二级放大电路的信号输入端，二级放大电路的信号输出端连接A/D转换模块的信号输入端，A/D转换模块的信号输出端连接DSP数字信号处理模块的数字信号输入端，DSP数字信号处理模块的数据通信端连接ARM处理模块的数据通信端，ARM处理模块的显示信号输出端连接LCD显示器的信号输入端。

图1示出了本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置100的一个示例性结构。如图1所示，用于轴承套圈的便携式硬度检测装置100包括波形发生器101、功率放大器102、巴克豪森噪声传感器103、前置放大器104、一级滤波器105、一级放大电路106、二级滤波器107、二级放大电路108、A/D转换模块109、DSP数字信号处理模块110、ARM处理模块111以及LCD显示模块112。

其中，巴克豪森噪声传感器103具有半球状探头(图1中未示出)。

如图1所示，ARM处理模块111的正弦波信号输出端连接波形发生器101的信号输入端，波形发生器101的信号输出端连接功率放大器102的信号输入端，功率放大器102的信号输出端连接巴克豪森噪声传感器103的信号输入端，巴克豪森噪声传感器103的信号输出端连接前置放大器104的信号输入端，前置放大器104的信号输出端连接一级滤波器105的信号输入端，一级滤波器105的信号输出端连接一级放大电路106的信号输入端，一级放大电路106的信号输出端连接二级滤波器107的信号输入端，二级滤波器107的信号输出端连接二级放大电路108的信号输入端，二级放大电路108的信号输出端连接A/D转换模块109的信号输入端，A/D转换模块109的信号输出端连接DSP数字信号处理模块110的数字信号输入端，DSP数字信号处理模块110的数据通信端连接ARM处理模块111的数据通信端，ARM处理模块111的显示信号输出端连接LCD显示器112的信号输入端。

根据一种实现方式，如图2所示，巴克豪森噪声传感器103可以包括磁化 器201和接收器202。

其中，磁化器201包括激励线圈201-1和U型骨架201-2。

U型骨架201-2的主体例如采用U型硅钢片叠加而成，U型骨架201-2开口处两个顶部各自连接一个半球状探头。

激励线圈201-1例如采用铜芯漆包线并绕于U型骨架201-2的中间部位。

此外，接收器202包括接收线圈202-1和镍锌铁氧体磁棒202-2。

其中，接收线圈202-1例如采用铜芯漆包线并绕于镍锌铁氧体磁棒202-2的中间部位，而镍锌铁氧体磁棒202-2通过非导电器件固定于U型骨架201-2的U型空间内，镍锌铁氧体磁棒202-2的靠近U型骨架201-2开口的一端为半球状。

此外，根据一种实现方式，接收线圈202-1的绕线外包覆有铜箔，用以隔离干扰。

激励电流采用正弦波，将正弦波经功率放大器102进行功率放大到合适电流后，再送往巴克豪森噪声传感器的激励线圈201-1，采用低频激励；激励线圈201-1产生的交变磁场，经传感器，磁化被测轴承套圈。由接收器202进行信号的接收，由于传感器接收到的信号较微弱一般为uV级，经AD620(作为前置放大器104的示例)进行前置放大后进行二级放大和滤波达到可检测幅值，然后经过A/D转换，将模拟信号转换为数字信号，送控制器(DSP数字信号处理模块110、ARM处理模块111)进行数据处理，并将处理结果通过显示模块显示出来。

根据本实用新型的另一种实现方式，便携式硬度检测装置100还可以包括额度报警器(图中未示出)，额度报警器用于在检测到的硬度值大于预定最大值时、或者小于预定最小值时，发出警报。其中，额度报警器可以利用诸如比较器等部件来实现比较功能，将检测到的硬度值分别与预定最大值、预定最小值进行比较。预定最大值、预定最小值例如可以根据经验或设计要求来设置，这里不再详述。

本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置提供了可适应轴承形状的无损硬度检测方案，该便携式硬度检测装置采用半球状探头，可适应圆形轴承，能更有效地探测巴克豪森噪声，减少磁通量的损耗，使得该装置的检测精度较高。同时，本实用新型采用ARM加DSP设计，再既保证功耗的前提下又提高了计算的速度和精度，保证了实时显示的作用，加快了检测的速度和精度。

本实用新型的用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，可实时检测轴承套圈上各区域面的硬度大小，通过额度报警器，能够在检测到的硬度超出界限时发出报警。

在本实用新型中，在对巴克豪森噪声信号进行前置放大和一级滤波放大的基础上，还对其进行二级滤波放大，使得经过前置放大和两级滤波放大后的传感信号能够被准确地检测到，相比于仅仅经过前置放大和一级滤波放大的方案，检测结果更加准确，精度更高。

本实用新型可实现轴承套圈硬度的逐一检测，可有效提高轴承套圈生产的工艺水平和装备自动化水平，对保证产品性能、质量与精度具有重要作用，促进我国在轴承套圈硬度无损检测技术上发展。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。

Claims (4)

1.用于轴承套圈的便携式硬度检测装置，其特征在于，所述便携式硬度检测装置包括波形发生器、功率放大器、巴克豪森噪声传感器、前置放大器、一级滤波器、一级放大电路、二级滤波器、二级放大电路、A/D转换模块、DSP数字信号处理模块、ARM处理模块以及LCD显示模块；

其中，所述巴克豪森噪声传感器具有半球状探头；

所述ARM处理模块的正弦波信号输出端连接所述波形发生器的信号输入端，所述波形发生器的信号输出端连接所述功率放大器的信号输入端，所述功率放大器的信号输出端连接所述巴克豪森噪声传感器的信号输入端，所述巴克豪森噪声传感器的信号输出端连接所述前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接所述一级滤波器的信号输入端，所述一级滤波器的信号输出端连接所述一级放大电路的信号输入端，所述一级放大电路的信号输出端连接所述二级滤波器的信号输入端，所述二级滤波器的信号输出端连接所述二级放大电路的信号输入端，所述二级放大电路的信号输出端连接所述A/D转换模块的信号输入端，所述A/D转换模块的信号输出端连接所述DSP数字信号处理模块的数字信号输入端，所述DSP数字信号处理模块的数据通信端连接所述ARM处理模块的数据通信端，所述ARM处理模块的显示信号输出端连接所述LCD显示器的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的便携式硬度检测装置，其特征在于，所述巴克豪森噪声传感器包括磁化器和接收器；

所述磁化器包括激励线圈和U型骨架，其中，所述U型骨架的主体采用U型硅钢片叠加而成，所述U型骨架的开口处两个顶部各自连接一个半球状探头，所述激励线圈采用铜芯漆包线并绕于所述U型骨架的中间部位；

所述接收器包括接收线圈和镍锌铁氧体磁棒，其中，所述接收线圈采用铜芯漆包线并绕于所述镍锌铁氧体磁棒的中间部位，所述镍锌铁氧体磁棒通过非导电器件固定所述U型骨架的U型空间内，所述镍锌铁氧体磁棒的靠近所述U型骨架开口的一端为半球状。

3.根据权利要求2所述的便携式硬度检测装置，其特征在于，所述接收线圈的绕线外包覆有铜箔。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式硬度检测装置，其特征在于，所述便携式硬度检测装置还包括额度报警器，所述额度报警器用于在检测到的硬度值大于预定最大值时、或者小于预定最小值时，发出警报。