CN207007779U - 一种带有定位功能的超声波预警探伤仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体为一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，其在于提供一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，能实时采集出现损伤部位的详细图片供技术人员分析，并利用定位单元检测出出现裂纹等缺陷的具体位置，通过无线收发模块将检测信息发送至监控中心，建立对应数据分析库供技术人员分析研究，依次由超声波传感器、信号放大电路、A/D转换电路、MCU微处理器、GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心、键盘组成，所述计算机监控中心包括显示器、存储器、打印机，其有益效果在于：提高了试验检测效率和实验数据的精准性，结构简单，使用方便。

Description

一种带有定位功能的超声波预警探伤仪

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体为一种带有定位功能的超声波预警探伤仪。

背景技术

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，目前，随着社会经济的发展,各类建筑林立以，高科技工具运用广泛。但是随着时间推移，这些建筑或者工具不可避免的出现内部裂纹或损伤，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的数字超声波探伤仪势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，但也可运用于检测领域，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。申请号为201520381564.4的专利技术文件的技术方案提供了一种数字超声波探伤仪，包括有超声波发射模块、超声波接收模块、MCU微处理器和显示模块，采用超声波采集信号，声波达到一定频率后具有穿透性，当建筑内部出现裂纹或空洞时，其传回的时间和强化会衰减，即可达到检测目的，但是在检测过程中不能实时采集损伤部位图片信息，同时也不能确定出现裂纹等缺陷的具体位置，使得检测结果不准确，信息不全面，为此设计一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，能实时采集出现损伤部位的详细图片供技术人员分析，并利用定位单元检测出出现裂纹等缺陷的具体位置，通过无线收发模块将检测信息发送至监控中心，建立对应数据分析库供技术人员分析研究，提高了试验检测效率和实验数据的精准性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，能实时采集出现损伤部位的详细图片供技术人员分析，并利用定位单元检测出出现裂纹等缺陷的具体位置，通过无线收发模块将检测信息发送至监控中心，建立对应数据分析库供技术人员分析研究，结构简单，使用方便，工作效率高。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，包括超声波传感器、信号放大电路、A/D转换电路、MCU微处理器、GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心、键盘，其特征在于：所述计算机监控中心包括显示器、存储器、打印机，所述超声波传感器信号输出端连接信号放大电路的信号输入端、信号放大电路的信号输出端连接A/D转换电路的信号输入端，A/D转换电路的信号输出端连接MCU微控制器的信号输入端，MCU微控制器的信号输出端分别与GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心连接，所述MCU微控制器的信号输入端还与键盘连接，计算机监控中心的信号输出端与显示器的信号输入端连接，显示器的信号输出端与打印机连接，显示器还与存储器双向连接。

所述超声波传感器包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述超声波发射电路为51单片机与555构成的超声波发射电路，其中51单片机的信号输出端P2.0口接555的高电平触发端6脚，555的8脚和4脚连接电源VCC端，4脚的另一支路接电阻R1的输入，电阻R1的输出接电容C3的输入，电容C3的输出接地，555的电压控制端5脚接电容C4的输入，电容C4的输出接地，555的接地端1脚接地，555的2脚接电阻R1，555的8脚另一支路接滑动变阻器RP1，555的输出端3脚接接电阻R2，电阻R2另一端接超声波发射探头Z，555输出的40kHz的振荡脉冲驱动超声波发射探头Z工作，使之发射出40kHz的超声波信号。

所述超声波接收电路为单稳式超声波接收电路，接收探头Y经电阻R3接三极管VT1的基极，三极管VT1集电极接三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极接电容C3，电容C3的另一端三极管VT3的基极，极管VT3集电极接电容C5，电容C5接二极管VD1，对三极管VT1、VT2、VT3输出的放大信号检出其中直流信号风量，三极管VT4发射极经电阻R4接三极管VT5的集电极接信号放大电路的输入，其中三极管VT5的集电极接电阻R10的输入，电阻R10的输出端一支路接电阻R11，另一路接电容C5，电容C5接放大器LM324的输出端，放大器LM324的输出端接A/D转换电路的输入,电阻R11输出一路接电容C6，另一路接放大器LM324正极，放大器LM324正极经电阻R13接地,放大器LM324的输出端接A/D转换电路的信号输入端IN1端，A/D转换电路的信号输出端OUT1端接MCU微处理器即STC892C52单片机的信号输入端P1.4口。

所述报警模块为声光报警，其中MCU微处理器即STC892C52单片机的P2.0口接电阻R14，电阻R14另一端接三极管VT6的基极，三极管VT6的集电极接电源VCC，三极管VT6的发射极接报警灯L1，报警灯L1接扬声器X。

所述A/D转换电路采用ADC0809转换器进行信号转换。

所述MCU微控制器采用STC892C52单片机。

实用新型的有益效果在于：能实时采集出现损伤部位的详细图片供技术人员分析，并利用定位单元检测出出现裂纹等缺陷的具体位置，通过无线收发模块将检测信息发送至监控中心，建立对应数据分析库供技术人员分析研究，提高了试验检测效率和实验数据的精准性。

附图说明

图1为本实用新型装置结构原理图；

图2为超声波发射电路图；

图3为超声波接收电路电路。

具体实施方式

一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，其装置原理控制图如图1所示：包括超声波传感器、信号放大电路、A/D转换电路、MCU微处理器、GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心、键盘，所述计算机监控中心包括显示器、存储器、打印机，所述超声波传感器的信号输出端连接信号放大电路的信号输入端、信号放大电路的信号输出端连接A/D转换电路的信号输入端，A/D转换电路的信号输出端连接MCU微控制器的信号输入端，MCU微控制器的信号输出端分别与GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心连接，所述MCU微控制器的信号输入端还与键盘连接，计算机监控中心的信号输出端与显示器的信号输入端连接，显示器的信号输出端与打印机连接，显示器还与存储器双向连接。

如图2所示：所述超声波传感器包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述超声波发射电路为51单片机与555构成的超声波发射电路，其中51单片机的信号输出端P2.0口接555的高电平触发端6脚，555的8脚和4脚连接电源VCC端，4脚的另一支路接电阻R1的输入，电阻R1的输出接电容C3的输入，电容C3的输出接地，555的电压控制端5脚接电容C4的输入，电容C4的输出接地，555的接地端1脚接地，555的2脚接电阻R1，555的8脚另一支路接滑动变阻器RP1，555的输出端3脚接接电阻R2，电阻R2另一端接超声波发射探头Z，555输出的40kHz的振荡脉冲驱动超声波发射探头Z工作，使之发射出40kHz的超声波信号；工作原理及功能说明：超声波发射电路驱动超声波发射探头Z工作，在使用时，51单片机的信号输出端P2.0口输出高电平信号，该高电平信号经555的高电平触发端6脚驱动555构成的超声波发射电路动作，经555输出端输出的40kHz的振荡脉冲驱动超声波发射探头Z工作，使之发射出40kHz的超声波信号，其中电阻R1用于对电源VCC端输出的高电压进行分压处理，电容C4对555接收到的信号进行滤波处理。

如图3所示：所述超声波接收电路为单稳式超声波接收电路，接收探头Y经电阻R3接三极管VT1的基极，三极管VT1集电极接三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极接电容C3，电容C3的另一端三极管VT3的基极，极管VT3集电极接电容C5，电容C5接二极管VD1，对三极管VT1、VT2、VT3输出的放大信号检出其中直流信号分量，三极管VT4发射极经电阻R4接三极管VT5的集电极接信号放大电路的输入，其中三极管VT5的集电极接电阻R10的输入，电阻R10的输出端一支路接电阻R11，另一路接电容C5，电容C5接放大器LM324的输出端，放大器LM324的输出端接A/D转换电路的输入,电阻R11输出一路接电容C6，另一路接放大器LM324正极，放大器LM324正极经电阻R13接地，放大器LM324的输出端接A/D转换电路的信号输入端IN1端，A/D转换电路的信号输出端OUT1端接MCU微处理器即STC892C52单片机的信号输入端P1.4口；工作原理及功能说明：超声波接收电路用于驱动接收探头Y接收超声波发射探头Z检测并发射过来的信号，将接收到的信号经电容C3滤波处理后经电容C5、二极管VD1、三极管VT1、VT2、VT3进行放大处理使其输出直流信号分量然后经电容C5及放大器LM324进行最终放大处理后发送至A/D转换电路的信号输入端IN1端，经A/D转换电路进行模数转换后将最终信号发送经A/D转换电路的信号输出端OUT1发送至MCU微处理器即STC892C52单片机的信号输入端P1.4口。

所述报警模块为声光报警，其中MCU微处理器即STC892C52单片机的P2.0口接电阻R14，电阻R14另一端接三极管VT6的基极，三极管VT6的集电极接电源VCC，三极管VT6的发射极接报警灯L1，报警灯L1接扬声器X；工作原理及功能说明：若MCU微控制器接收到的信号跟控制其内部所设定的值出现偏差，则MCU微处理器即STC892C52单片机的P2.0口输出高电平，该高电平经电阻R14进行分压处理后输出至三极管VT6，使得三极管VT6得电输出高电平驱动与之连接的报警灯L1以及扬声器X发出报警信号，提醒操作员。

所述A/D转换电路采用ADC0809转换器进行信号转换。

所述MCU微处理器采用STC892C52单片机。

工作流程总述：超声波传感器将检测到的信号经信号放大电路后传给A/D转换电路，A/D转换电路将传感器检测到的模拟信号转换为数字信号后传给MCU微控制器，若MCU微处理器接收到的信号跟控制其内部所设定的值出现偏差报警模块发出报警信号，提醒操作员，MCU微处理器与GSM无线通讯模块连接，将接收到的信号经GSM无线通讯模块传给计算机监控中心，计算机监控中心可根据显示器显示的信息进行分析对比，并在存储器中建立对应数据库做备案，同时利用打印机打印所需信息，其中GSP定位单元可以再次确定设备出现损伤的具体位置，节约操作员花大量时间去寻找受损单元。

以上实施例仅为本实用新型其中的一些实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，包括超声波传感器、信号放大电路、A/D转换电路、MCU微处理器、GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心、键盘，其特征在于：所述计算机监控中心包括显示器、存储器、打印机，所述超声波传感器信号端连接信号放大电路的信号输入端、信号放大电路的信号输出端连接A/D转换电路的信号输入端，A/D转换电路的信号输出端连接MCU微处理器的信号输入端，MCU微处理器的信号输出端分别与GSP定位模块、报警模块、GSM无线通讯模块、计算机监控中心连接，所述MCU微处理器的信号输入端还与键盘连接，计算机监控中心的信号输出端与显示器的信号输入端连接，显示器的信号输出端与打印机连接，显示器还与存储器双向连接。

2.如权利要求1所述的一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，其特征在于：所述超声波传感器包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述超声波发射电路为51单片机与555构成的超声波发射电路，其中51单片机的信号输出端P2.0口接555的高电平触发端6脚，555的8脚和4脚连接电源VCC端，4脚的另一支路接电阻R1的输入，电阻R1的输出接电容C3的输入，电容C3的输出接地，555的电压控制端5脚接电容C4的输入，电容C4的输出接地，555的接地端1脚接地，555的2脚接电阻R1，555的8脚另一支路接滑动变阻器RP1，555的输出端3脚接电阻R2，电阻R2另一端接超声波发射探头Z，555输出的40kHz的振荡脉冲驱动超声波发射探头Z工作，使之发射出40kHz的超声波信号。

3.如权利要求1所述的一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，其特征在于：所述超声波接收电路为单稳式超声波接收电路，接收探头Y经电阻R3接三极管VT1的基极，三极管VT1集电极接三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极接电容C3，电容C3的另一端三极管VT3的基极，极管VT3集电极接电容C5，电容C5接二极管VD1，对三极管VT1、VT2、VT3输出的放大信号检出其中直流信号风量，三极管VT4发射极经电阻R4接三极管VT5的集电极接信号放大电路的输入，其中三极管VT5的集电极接电阻R10的输入，电阻R10的输出端一支路接电阻R11，另一路接电容C5，电容C5接放大器LM324的输出端，放大器LM324的输出端接A/D转换电路的输入,电阻R11输出一路接电容C6，另一路接放大器LM324正极，放大器LM324正极经电阻R13接地，放大器LM324的输出端接A/D转换电路的信号输入端IN1端，A/D转换电路的信号输出端OUT1端接MCU微处理器即STC892C52单片机的信号输入端P1.4口。

4.如权利要求1所述的一种带有定位功能的超声波预警探伤仪，其特征在于：所述报警模块为声光报警，其中MCU微处理器即STC892C52单片机的P2.0口接电阻R14，电阻R14另一端接三极管VT6的基极，三极管VT6的集电极接电源VCC，三极管VT6的发射极接报警灯L1，报警灯L1接扬声器X。