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    重庆时时彩制作软件: 一种多通道三维弱磁检测仪.pdf

    关 键 词:
    一种 通道 三维 检测
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510024567.7

    申请日:

    2015.01.17

    公开号:

    CN104677981A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01N 27/83申请公布日:20150603|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 27/83申请日:20150117|||公开
    IPC分类号: G01N27/83 主分类号: G01N27/83
    申请人: 中国人民解放军装甲兵工程学院
    发明人: 董丽虹; 徐滨士; 王慧鹏; 薛楠; 王海斗
    地址: 100072北京市丰台区长辛店杜家坎21号
    优先权:
    专利代理机构: 北京思海天达知识产权代理有限公司11203 代理人: 刘萍
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510024567.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.09.14|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种多通道三维弱磁检测仪。一种三通道三维弱磁检测设备,本发明包括:数据采集???、温湿度采集???、核心处理???、计算机、分析处理软件、核心处理器、电源???、USB???、开关电路???;数据采集???、温度采集???、核心处理??榧凹扑慊炒瘟?;依靠分析处理软件实现数据采集??榈男A?、检测、数据分析及保存等动作。本发明采用了三个三个数字型集成3轴磁力计探头,能够按照检测需求使用其中任意一个、两个或者三个;每个探头均能够检测工件表面的三维磁场信号,获得全面的磁场信息;采用USB连接核心处理??橛爰扑慊?,任何满足配置要求的计算机均可用于本设备,使得本设备的应用范围大大增加;检测数据以文本文档格式保存,能够方便地为其他软件或需求调用。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种三通道三维弱磁检测仪,其特征在于包括:数据采集???1)、温湿 度采集???2)、核心处理???3)和计算机(4);其中核心处理???3)由 核心处理器(6)、电源???7)、USB???8)、开关电路???9)组成;数据 采集???1)用于采集工件表面的三维弱磁信号,数据采集???1)的探头采用 三个数字型集成3轴磁力计;温湿度采集???2)用于采集检测环境温度及湿度, 并对检测结果进行校准;核心处理???3)对数据采集???1)和温度采集???(2)的数据进行处理,并传输至计算机(4),对核心处理???3)上传至计算机 (4)的数据进行降噪、特征提取及分析。

    2.  根据权利要求1所述的三通道三维弱磁检测仪,其特征在于三个探头同时使 用或者单独使用。

    3.  根据权利要求1所述的三通道三维弱磁检测仪,其特征在于核心处理??橛?计算机之间采用USB连接。

    说明书

    说明书一种多通道三维弱磁检测仪
    技术领域
    本发明涉及一种多通道三维弱磁检测仪,属于无损检测技术领域。
    背景技术
    铁磁材料广泛应用于国民经济和国防工业的各个行业之中,一般来说,凡是 强度要求较高的零部件,几乎都是采用铁磁材料加工而成的。由于加工、使用等 影响,铁磁材料在生产及使用过程中经?;岵盐频热毕?,尤其随着科学技术 及生产力的发展和提升,大多数设备在高温高压高再载件下运行,如果零部件在 生产及运行当中存在应力集中,或者产生裂纹等缺陷,则会降低整个设备的安全 可靠性,乃至产生重大的恶性事故。因此,铁磁材料的检测对于保障设备可靠运 行及人身安全具有重大意义。
    传统的无损检测技术(超声检测、射线检测、渗透检测及电磁检测等)可以 有效地发现业已形成的宏观缺陷或大部分的微观缺陷,如裂纹、气孔开裂等,从 而在一定程度上能够避免工程应用及工业生产中各种危害性事故的发生。但是对 于铁磁材料设备及构件的应力集中等早期损伤,则无法实施有效的评价,从而无 法对铁磁设备及构件由于疲劳损伤发展而引起的疲劳失效的监测及检测。
    20实际90年代问世的金属磁记忆检测技术则能够检测铁磁材料的应力集 中。该技术是基于铁磁工件在运行时,由于工作载荷及地磁场的共同作用,在应 力和应变集中区域发生具有磁致伸缩的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向,并 且这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留,还与最大工作应力有 关。其表现为:在应力集中区域,漏磁场Hp的法向分量Hp(y)具有较大梯度变化, 而切向分量Hp(x)则具有极值。金属磁记忆检测技术可以准确地检测出铁磁材料 中以应力集中为特征的危险部位,是迄今为止对金属构件进行早期诊断的唯一行 之有效的无损检测技术。
    传统的磁性检测方法需要采用外加强磁场将工件磁化致饱和状态,工件表面 的漏磁场会达到几千A/m,而金属磁记忆检测技术的检测对象的外加磁化场仅是 地磁场这一弱磁场,其信号幅值一般为几百A/m。因此,如何保证检测结果的精 确性、准确性以及可重复性,对金属磁记忆检测仪器及设备提出了很高的要求。
    目前已有的金属磁记忆检测仪器文献中,申请号CN00242001.5,名称金属: 磁记忆诊断仪,可按需求采用一个到几十个同型号的霍尔传感器采集铁磁部件表 面漏磁场法向分量Hp(y)的检测来确定部件缺陷或应力集中的位置。但是,由于 只测量法向的磁场,获取的磁场信息部全面,可能会导致漏检及误检。
    申请号CN201220416920.8,名称:一种金属磁记忆检测仪,采用两个完全 相同的单分量磁通门传感器垂直安装的方法构成双轴磁通门传感器,测量被测物 体漏磁场的法向分量和切向分量,以实现被测物体表面磁记忆信号的二位检测; 申请号CN200420004520.1,名称金属:金属磁记忆智能检测仪,采用相互垂直 的两个或三个磁性传感器成组组成检测阵列,实现检测磁场切向分量和法向分量 的同时检测;申请号CN200920181214.8,名称金属:金属磁记忆诊断仪,采用 正交排列的4个或8个磁传感器实现金属材料切向和法向磁场分布和磁场值的动 态检测,经过信号处理及转换,存储于微处理器中,分别计算切向及法向磁场的 导数,而后利用磁场正交的原理,计算出磁场矢量的导数值K,以此K值来判 断铁磁材料的危险情况。这三者均采用二维磁场测量的方法实现磁记忆信号的采 集,一定程度上丰富了磁场信息,提升了检测结果的可靠性,但是它们也也一个 相同的不足之处:采用多传感器垂直放置的方法来实现二维磁信号的采集。由于 探头本生具有一定大小,且探头之间存在一定的距离,因此,严格意义上来说, 切向探头和法向探头所采集的信号并非同一检测点磁场信号的两个分量,这也会 对诊断结果及评判标准带来影响。
    申请号CN201210254658.6,名称金属:三维金属磁记忆检测仪器及检测方 法,采用HMC1043传感器获取三维磁场信息,经过信号调理及A/D转换,将三 维磁信号上传至单片机,通过VB软件编写的数据采集与处理软件,可以实现机 器设备运行状态的检测/监测及故障诊断。该仪器采用三维磁传感器很好地弥补 了前述专利中只测法向分量或采用双探头采集二维磁信号的不足,但它仅采用单 片机作为其数据存储及处理部件,会使得对于三维磁信号处理时,由于数据量大 而存在仪器整体性能不足;此外,该专利仅能配置一个探头,这也使得其使用范 围受限。
    发明内容
    本发明的目的在于弥补现有磁记忆检测设备的不足,提供一种操作简单、适 用范围广的多通道金属磁记忆检测仪器。
    本发明是通过如下技术方案实现的:由数据采集???、温湿度采集???、 核心处理???、计算机4、分析处理软件5组成。其中,核心处理???由核 心处理器6、电源???、USB???、开关电路???组成。
    数据采集???及温湿度采集???以并联方式连接于核心处理???上; 核心处理器6是核心处理???的主体部分,电源???、USB???、开关电 路???均位于核心处理???上;核心处理器???通过USB接口连接于计 算机4上;上传的数据通过位于计算机4内的分析处理软件5进行分析处理以及 保存。
    所述的数据采集???包含一个飞思卡尔MAG3110芯片和一个 MIC5205-x.xBM5芯片。MAG3110芯片是一种尺寸小、低功耗、精度高、数字 型集成的3轴磁力传感器,其响应速度快,动态范围广,能够采集到的模拟信号 直接转换为数字信号;它具有标准的IIC串行接口,线路简单,只要求2条总线 线路,一条串行数据线SDA和一条串行时钟线SCL,可以在高达10高斯的磁场 环境中完成测量,采样频率最高可达80Hz;MIC5205-x.xBM5芯片是一种有效 的超低噪声固定调节器,具有很低的压差电压和很低的接地电流,其提供的初始 精度超过1%,它的优点在于超低噪声输出,超高精度电压输出,极低的温度系 数,过电流和热限制?;ぷ饔靡约胺浅>返母涸睾拖呗返髡?。该芯片能够实现 严格的稳压作用,为MAG3110芯片提供3.3V稳定电压,供其正常工作使用。 数据采集???用于采集铁磁构件表面的三维漏磁信号,将其转化为数字信号 后,通过IIC总线接口传输至核心处理???。
    所述的温度采集???包含一个SHT11数字温湿度传感器芯片和一个 MIC5205-x.xBM5芯片。SHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输 出的温湿度复合传感器,其可靠性好稳定性高。该传感器与一个14位的A/D转 换器以及串行接口电路在同一芯片上无缝连接,因而响应速度快、抗干扰能力强、 性价比高;MIC5205-x.xBM5芯片与数据采集???中的完全相同,它为SHT11 芯片提供3.3V稳定电压,供其正常工作使用。温度采集???用于采集检测环 境的温度及湿度信息,将其转化为数字信号后,通过IIC总线接口传输至核心处 理???。
    所述的核心处理???包含核心处理器6、电源???、USB???、开关 电路???等4个部分,能够对数据采集???和温湿度采集???的数据进行 整理,并将数据传输至计算机4。
    所述的计算机4可以是台式计算机、笔记本电脑或者工控机,安装有 Windows XP或者Windows 7以上的操作系统,具有USB接口,具有1GHz以 上的核心处理器以及1GB以上的RAM。
    所述的分析处理软件5可以实现数据采集???的校零、数据采集机结束等 动作;可以对核心处理???上传至计算机4的数据进行降噪、特征提取及分析 等操作,并能够保存检测结果,保存数据时,既可以按照时间序列保存,也可以 手动命名保存,数据以文本文档格式保存。
    所述的核心处理器6是ARM Cortex-M4微控制器,该微控制器具有多路IIC 总线接口,可以同时外接三路数据采集???和一路温湿度采集???;它具有 DSP指令集,可以进行快速复杂的数据处理运算,能够完成数据采集???和温 湿度采集???传递过来数据的整理,嵌入设定的算法,进行数据处理;具有一 个USB-串口接口,通过该接口,核心处理???直接与计算机4相连,并完成 数据的传输。
    所述的电源???包含一个LM1117-3.3V稳压芯片,LM1117是一个标准的 正电压输出低压降三端线性稳压电路,其固定电压输出的电压精度为1%。该芯 片输入电压为5V,转换后,输出电压为3.3V,可以将USB串口提供的5V电压 转换为核心处理器6和数据采集???所需的3.3V电压。
    所述的USB???包含一个Prolific公司研发的高度集成的RS232-USB接 口转换芯片PL2303HX。该芯片具有极高的信号进出量,波特率高达115200bps, 它是USB-RS232双向转换器,一方面从RS232外设接收数据转换为USB数据 格式传送给主机;另一方面接收主机发送的USB数据并将其转换为RS232信息 流格式,再发送给外设。
    所述的开关电路???采用双刀双掷开关,并接入200mA电流保险丝,以 USB接口提供的5V电压作为电路输入电压,按下开关,则实现给电路的供电。 该??榈淖饔檬潜;さ缏钒踩诵?,避免由于电路发生故障或异常时,不断增大 的电流有可能会烧坏设计电路中的贵重器件,进而损坏电路甚至会造成火灾。
    采用本设备进行铁侧材料的金属磁记忆检测时,需将数据采集???、温度 采集???、核心处理???及计算机4顺次连接,依靠分析处理软件5实现数 据采集???的校零、检测、数据分析及保存等动作。
    本发明的优势一在于采用了三个数字型集成3轴磁力计探头,三个探头可同 时使用或者单独使用,能够满足不同检测需求;本发明的优势二能够同时采集工 件表面三维磁场信号,获得全面的磁场信息;本发明的优势三在于核心处理???与计算机之间采用USB连接,能够方便地将检测仪器与任意满足配置要求的计 算机相连,大大增加了设备的适用性;本发明的优势四在于检测数据以文本文档 格式保存,能够方便地为其他软件或需求调用。
    附图说明
    图1为本发明的结构示意图。
    图2(a)为本发明数据采集??橹蠱AG3110电路原理图。
    图2(b)为本发明数据采集??橹蠱IC5205-x.xBM5电路原理图。
    图3为本发明SHT11电路原理图。
    图4为本发明核心处理??橹械缭茨?榈缏吩硗?。
    图5为本发明核心处理??橹蠻SB??榈缏吩硗?。
    图6为本发明核心处理??橹锌氐缏纺?榈缏吩硗?。
    图7(a)为通道1的检测信号图。
    图7(b)为通道1的检测信号图。
    图7(c)为通道1的检测信号图。
    具体实施方式
    下面结合附图及实施例详细说明本发明内容。在具体实施方式中,被检测铁 磁构件为一平板状45号钢试件。
    1、将数据采集???及温度采集???连接于核心处理???上,将核心 处理???通过USB数据线连接于计算机4上;
    2、启动计算机4,进入分析处理软件5;
    3、通过分析处理软件5对数据采集???进行校零;
    4、在分析处理软件5中新建项目,设置必要的检测参数;
    5、手动或者借助其它辅助工具进行试件表明磁记忆信号的采集,采集开始 是点击分析处理软件5的“运行”按键,采集结束时点击分析处理软件5的“结 束”按键;
    6、此时分析处理软件5弹出数据保存对话框,默认保存为按检测时间命名 的文本文档,也可以手动输入文档名称保存;
    7、测试完毕,退出软件,断开电源,取下数据采集???。
    本发明的检测装置操作简单、检测速度快、重复性好,采集信息丰富,为通 过铁磁构件表面磁信号分析其损伤状况提供了一种很好的工具。

    关于本文
    本文标题:一种多通道三维弱磁检测仪.pdf
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