CN207067062U - 一种基于dsp的涡流检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于DSP的涡流检测系统，属于仪表和传感器技术领域。本系统包括：DSP数据处理模块，LCD显示模块，探头模块，信号调理模块，正弦波信号发生模块，功率放大模块，PC，所述的探头模块包括温度补偿模块，励磁线圈模块，GMR传感器模块。温度补偿模块与GMR传感器模块相连，GMR传感器模块与信号调理模块相连，信号调理模块、LCD模块，正弦波信号发生模块分别与DSP数据处理模块连接，功率放大模块连接在励磁线圈模块与正弦波信号发生模块之间，DSP数据处理模块通过RS232或USB通信模块与PC端相连接。通过上述模块之间的配合，根据涡流检测的基本原理，实现涡流的高精度、低温漂无损检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于DSP的涡流检测系统，属于仪表和传感器技术领域。
背景技术
涡流检测（ECT）是一种众所周知的低成本检测技术，经常用来对导电材料进行无损检测。 涡流检测的工作原理基于电磁技术，当被测样品处在变化的磁
场周围时，其内部会产生相应的涡流，若被测样品表面有缺陷，其涡流产生的磁场也会变化，此时经过磁传感器就能对其变化做出相应的输出，进而获得非铁
磁性材料的磁导率、缺陷位置、厚度、大小等信息。因此，通过对磁场变化量的正确测量就能对材料表面的缺陷进行精确的定位。在许多工业应用中，对磁场变化的测量必须具有良好的精度，才能够对被测材料的完整性、可靠性以及安全性进行综合评估。但现有技术中对磁场变化的测量还达不到高精度的要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于DSP的涡流检测系统，整体传感器利用桥式电路自补偿特性及根据巨磁电阻温度特性设计的外围温度补偿结构，降低巨磁电阻芯片本身的温度漂移和零点漂移。利用TMS320F2812主控制芯片对探头模块采集的数据进行数据处理，通过RS232或USB通讯模块与PC机进行通讯，此外TMS320F2812主控制芯片上还接有LCD显示模块来显示检测结果。
本实用新型采用的技术方案是：一种基于DSP的涡流检测系统，包括DSP数据处理模块， LCD显示模块，探头模块，信号调理模块，正弦波信号发生模块，功率放大模块，PC，其中所述的探头模块包括温度补偿模块，励磁线圈模块，GMR传感器模块，温度补偿模块与GMR传感器模块相连，GMR传感器模块与信号调理模块相连，信号调理模块、LCD模块，正弦波信号发生模块分别与DSP数据处理模块连接，功率放大模块连接在励磁线圈模块与正弦波信号发生模块之间，DSP数据处理模块通过RS232或USB通信模块与PC端相连接。
所述的温度补偿模块包括:直流电压源、运算放大器、负温度系数热敏电阻、常值电阻。
所述的DSP数据处理模块采用的DSP芯片为TMS320F2812的处理器。
所述的温度补偿模块中选用高精度、低失调电压温漂的单运放仪用运算放大器OP07，所述的运算放大器的输出端与GMR传感器模块的电源端相连。
所述的GMR传感器模块中的敏感结构采用惠斯通电桥结构。
所述的信号调理模块采用LM358型集成运算放大电路。
所述的正弦波信号发生模块选用AD9850集成芯片。
所述的功率放大模块选用TDA2030A功放芯片。
所述的励磁线圈模块采用PCB板设计的两个双单向线圈重叠垂直正交放置。
本实用新型的工作原理是：基于涡流检测的基本原理，正弦波信号发生模块与功率放大模块相连接产生相位移差90°的正弦激励电流信号给励磁线圈，以此来产生励磁磁场。利用GMR传感器模块检测磁场的变化，通过信号调理模块对检测到的信号放大处理后传送给DSP进行数据处理，之后通过RS232或USB通讯模块与PC端连接，将数据传送给PC端，并且通过LCD显示模块显示检测结果。温度补偿模块则对GMR传感器模块进行温度补偿。
本实用新型的有益效果为：采用的GMR电桥以及温度补偿模块可以减小温度对系统的影响，提高测量精度。并且具有灵敏度高，高精度，低温漂，稳定性强，便于维护等优点。
附图说明
图1为本使用新型的系统结构示意图；
图2为本使用新型的巨磁电阻的惠斯通电桥结构示意图；
图3为本使用新型的温度补偿模块的电路图；
图4为本使用新型的励磁线圈示意图。
具体实施方式
下面结合附图何具体实施方式，对本实用新型作进一步地说明。
实施例1：如图1-4所示，一种基于DSP的涡流检测系统，包括DSP数据处理模块，LCD显示模块，探头模块，信号调理模块，正弦波信号发生模块，功率放大模块，PC，其中所述的探头模块包括温度补偿模块，励磁线圈模块，GMR传感器模块，温度补偿模块与GMR传感器模块相连，GMR传感器模块与信号调理模块相连，信号调理模块、LCD模块，正弦波信号发生模块分别与DSP数据处理模块连接，功率放大模块连接在励磁线圈模块与正弦波信号发生模块之间, 功率放大模块与正弦波发生模块连接，用于产生激励信号，DSP数据处理模块通过RS232或USB通信模块与PC端相连接。
进一步地，所述的温度补偿模块包括:直流电压源、运算放大器、负温度系数热敏电阻、常值电阻，温度补偿模块与GMR传感器相连，用于降低巨磁电阻芯片本身的温度漂移和零点漂移。
进一步地，所述的DSP数据处理模块采用的DSP芯片为TMS320F2812的处理器。
进一步地，所述的温度补偿模块中的所述的温度补偿模块中选用高精度、低失调电压温漂的单运放仪用运算放大器OP07，所述的运算放大器的输出端与GMR传感器模块的电源端相连。
进一步地，所述的GMR传感器模块中的敏感结构采用惠斯通电桥结构，敏感结构也称（GMR）巨磁电阻。
进一步地，所述的信号调理模块与GMR传感器之间连接一个低通滤波器，输出的信号经信号调理模块放大处理，所述的信号调理电路采用LM358放大器对信号进行放大处理。
进一步地，所述的正弦波信号发生模块选用AD9850集成芯片。
进一步地，所述的功率放大模块选用TDA2030A功放芯片。
进一步地，所述的励磁线圈模块采用PCB板设计的两个双单项线圈垂直正交放置。
本实用新型中，正弦波信号发生模块与功率放大模块相连接产生相位移差90°的正弦电流激励信号给励磁线圈，以此来产生励磁磁场。正弦波信号发生模块产生相位移差90°的正弦激励信号经过功率放大器分别给2个励磁线圈。
本实用新型中所述的GMR传感器模块中GMR（巨磁电阻）的惠斯通电桥结构如图2所示，为器件的正负电源端，为器件的正负输出端。四支桥臂同样选用同一批次相同材料的巨磁电阻，四支桥臂的巨磁电阻阻基值为分别为正桥和负桥屏蔽巨磁电阻，其阻值恒定，不随外界磁场变化。分别为正桥和负桥的巨磁电阻，其阻值随外界磁场变化。虽然电阻随温度的变化较大，但内部巨磁电阻和屏蔽电阻的温度系数很接近且变化方向相同，因此无较大影响。
本实用新型中所述的温度补偿模块的电路图如图3所示，选用具有负温度系数的热敏电阻配合不随温度变化的常值电阻对传感器进行供电，改善器件温度特性。选用高精度、低失调电压温漂的单运放仪用放大器OP07。在温度补偿电路中，供电电压经常值电阻与温变电阻的放大随环境温度变化发生波动，通过输出电压对巨磁电阻进行供电。引脚4与引脚7分别为放大器的正、负电源引脚，在电源与地之间加入去耦电容，主要作用是滤除OP07芯片自身的高频噪声，通过隔离供电回路切断噪声传播；防止电源噪声对芯片产生干扰；起到蓄能电容的作用。
本实用新型中所述的励磁线圈模块的结构图如图4所示，所述的励磁线圈模块采用PCB板设计的两个双单向线圈重叠垂直正交放置，并给线圈分别通入相位差为90°的正弦激励电流。由电磁感应定律得出中心点便是产生螺旋涡流的中心，把GMR传感器放在此位置以提高其检测的灵敏度。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于:包括DSP数据处理模块，LCD显示模块，探头模块，信号调理模块，正弦波信号发生模块，功率放大模块，PC，其中所述的探头模块包括温度补偿模块，励磁线圈模块，GMR传感器模块，温度补偿模块与GMR传感器模块相连，GMR传感器模块与信号调理模块相连，信号调理模块、LCD模块，正弦波信号发生模块分别与DSP数据处理模块连接，功率放大模块连接在励磁线圈模块与正弦波信号发生模块之间，DSP数据处理模块通过RS232或USB通信模块与PC端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的温度补偿模块包括:直流电压源、运算放大器、负温度系数热敏电阻、常值电阻。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的DSP数据处理模块采用的DSP芯片为TMS320F2812的处理器。
4.根据权利要求2所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的温度补偿模块中选用高精度、低失调电压温漂的单运放仪用运算放大器OP07，所述的运算放大器的输出端与GMR传感器模块的电源端相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的GMR传感器模块中的敏感结构采用惠斯通电桥结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的信号调理模块采用LM358型集成运算放大电路。
7.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的正弦波信号发生模块选用AD9850集成芯片。
8.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的功率放大模块选用TDA2030A功放芯片。
9.根据权利要求1所述的一种基于DSP的涡流检测系统，其特征在于：所述的励磁线圈模块采用PCB板设计的两个双单向线圈重叠垂直正交放置。
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