專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于鐵磁性材料無損探傷檢測領(lǐng)域中的裝置，具體地說，是 涉及一種基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的磁檢測裝置。
技術(shù)背景采用磁敏元件的鐵磁性材料損傷探測是一門新興的檢測技術(shù)，這項技術(shù)的關(guān)鍵是 利用磁敏元件檢測被磁化的工件在損傷處出現(xiàn)的漏磁，從而實現(xiàn)無損探傷。目前國內(nèi)已經(jīng) 有一些現(xiàn)有技術(shù)以及成型的產(chǎn)品面市，但這些產(chǎn)品在性能指標和工藝上還存在一些缺陷， 具體表現(xiàn)為以下幾個方面首先，存在檢測精度不高的問題。根據(jù)技術(shù)查詢，現(xiàn)行產(chǎn)品只能 檢測Φ 1.6MM的通孔和15MM長的裂紋，對管狀材料壁厚只有分辨減薄4%的情況。其次， 是設(shè)備安裝復(fù)雜的問題，主要是遠程數(shù)據(jù)連接電纜的安裝問題。此類產(chǎn)品通常由探頭、數(shù) 據(jù)采集器和主控計算機組成，其中，探頭和數(shù)據(jù)采集器之間采用電纜連接，現(xiàn)場安裝比較復(fù) 雜。實際使用中經(jīng)常因操作者的疏忽造成電纜斷線的情況。再次，是檢測結(jié)果不明晰的問 題?，F(xiàn)行產(chǎn)品通常是采用波形方式顯示檢測結(jié)果，操作者需要具備相當?shù)膶I(yè)知識才可以 對檢測結(jié)果進行精確的判斷，不利于快速地簡便地給出損傷報警
實用新型內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中所給出的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，該種檢測裝置同目前常用的磁檢測裝置相比，就探頭結(jié)構(gòu)、數(shù) 據(jù)傳輸方式和檢測結(jié)果顯示等三個方面，進行了原理上的變更，從而實現(xiàn)了檢測精度的提 高、安裝工藝的簡化和檢測結(jié)果的易讀。本實用新型的技術(shù)方案是該種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，包括固定有 磁敏元件的環(huán)形探頭支撐體、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及主控計算機，其中，所述環(huán) 形探頭支撐體上分布的磁敏元件采用二維磁敏元件陣列，即每2個相鄰的磁敏元件中心 點之間的連接線與所述環(huán)形探頭支撐體的軸線之間形成45度夾角；所述數(shù)據(jù)采集單元 接收來自于多路磁敏元件的磁檢測信號，經(jīng)過信號調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換后向所述數(shù)據(jù)傳輸單 元輸出調(diào)理后的待傳信號；所述數(shù)據(jù)傳輸單元為無線數(shù)據(jù)傳輸單元，由實現(xiàn)控制功能的 ΕΡΜ7218芯片以及兩塊分別實現(xiàn)無線發(fā)射和無線接收功能的ΙΕΕΕ802. IlG芯片構(gòu)成，由所 述ΕΡΜ7218芯片接收來自于數(shù)據(jù)采集單元的待傳信號，按照序列由ΙΕΕΕ802. IlG芯片通過 天線發(fā)出，并由置于遠程的另一塊ΙΕΕΕ802. IlG芯片接收；所述主控計算機分別向所述數(shù) 據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元輸出中斷與啟動控制信號。為實現(xiàn)檢測結(jié)果的易讀，所述裝置還包括一個磁損傷信號成像單元，此成像單 元由實現(xiàn)成像控制功能的STM32F103芯片和實現(xiàn)存儲功能的62LV512芯片構(gòu)成，所述 STM32F103芯片接收來自于無線數(shù)據(jù)傳輸單元的原始損傷信號，在主控計算機內(nèi)置的程序 控制下進行圖像轉(zhuǎn)換，以控制所述成像單元向計算機輸出圖像信號。本實用新型具有如下有益效果本種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，由于采用了具有特殊結(jié)構(gòu)的二維陣列式磁敏元件陣列，經(jīng)過大量的試驗檢測后發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)p傷 檢測精度提高到通孔分辨力為Φ 1MM、裂紋長度分辨力為9ΜΜ、管狀材料壁厚減薄分辨力為 1.5%，并能分辨出損傷的幾何形狀，因此大大提高了檢測精度。此外，采用無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳 輸結(jié)構(gòu)，無需再安裝數(shù)據(jù)傳輸電纜，使現(xiàn)場安裝更簡便。此外，本裝置加裝了成像單元，可以 采用圖像方式顯示檢測結(jié)果，能夠直接顯示出損傷的幾何形狀，便于操作者直接判讀檢測 結(jié)果，而無需對操作者進行專業(yè)培訓(xùn)。

圖1是本實用新型的構(gòu)成示意圖。圖2是本實用新型中數(shù)據(jù)采集單元的電氣原理圖。圖3是本實用新型中數(shù)據(jù)傳輸單元的電氣原理圖。圖4是本實用新型中成像單元的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，包括固定有磁敏元件的環(huán) 形探頭支撐體、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及主控計算機。下面對其改進部分以及所能 獲得的效果做單獨說明其中，所述環(huán)形探頭支撐體上分布的磁敏元件采用二維磁敏元件陣列，即每2個 相鄰的磁敏元件中心點之間的連接線與所述環(huán)形探頭支撐體的軸線之間形成45度夾角。 此外，每個磁敏元件都采用單獨的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)。這樣改進后，經(jīng)過大量的實驗證明，能夠?qū)p 傷檢測精度提高到通孔分辨力為Φ 1ΜΜ、裂紋長度分辨力為9ΜΜ、管狀材料壁厚減薄分辨力 為1.5%，并能分辨出損傷的幾何形狀，因此大大提高了檢測精度。圖2所示是所述數(shù)據(jù)采集單元的電氣原理圖，該單元接收來自于多路磁敏元件的 磁檢測信號，經(jīng)過信號調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換后向所述數(shù)據(jù)傳輸單元輸出調(diào)理后的待傳信號。圖3所示是所述數(shù)據(jù)傳輸單元的電氣原理圖，該單元為無線數(shù)據(jù)傳輸單元，由實 現(xiàn)控制功能的ΕΡΜ7218芯片以及兩塊分別實現(xiàn)無線發(fā)射和無線接收功能的ΙΕΕΕ802. IlG 芯片構(gòu)成，由所述ΕΡΜ7218芯片接收來自于數(shù)據(jù)采集單元的待傳信號，按照序列由 ΙΕΕΕ802. IlG芯片通過天線發(fā)出，并由置于遠程的另一塊ΙΕΕΕ802. IlG芯片接收。這樣，在 磁檢測現(xiàn)場就不用安置數(shù)據(jù)傳輸電纜，大大簡化了作業(yè)程序，使現(xiàn)場安裝更為簡化。上述工作過程的實現(xiàn)都依靠于所述主控計算機的控制，由主控計算機分別向所述 數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元輸出中斷與啟動控制信號。在上述基本方案的基礎(chǔ)上為實現(xiàn)檢測結(jié)果的易讀，在所述裝置中還增加了一個磁 損傷信號成像單元。所述成像單元的電氣原理圖如圖4所示，此成像單元由實現(xiàn)成像控制 功能的STM32F103芯片和實現(xiàn)存儲功能的62LV512芯片構(gòu)成，所述STM32F103芯片接收來 自于無線數(shù)據(jù)傳輸單元的原始損傷信號，在主控計算機內(nèi)置的程序控制下進行圖像轉(zhuǎn)換， 以控制所述成像單元向計算機輸出圖像信號。具體實現(xiàn)成像的基本原理如下由STM32F103芯片將損傷傳感數(shù)據(jù)還原成彩色圖像，用灰色顯示被測工件的基底 及壁厚情況，其灰度級用來代表壁厚的變化情況，當灰度級達到32767以上時，代表該區(qū)域
4的壁厚已經(jīng)減薄至原壁厚的1.5%以上。用紅色顯示其它損傷，圖像中直接標被顯示這些 損傷的幾何尺寸。由圖像單元轉(zhuǎn)換形成的數(shù)據(jù)為16BIT，可細分為65535灰度級，并行的24 個傳感器通道數(shù)據(jù)可以形成線狀圖像數(shù)據(jù)，按規(guī)定速度移動被測工件或者移動傳感器，就 可以形成面狀圖像數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，包括固定有磁敏元件的環(huán)形探頭支撐體、 數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及主控計算機，其特征在于所述環(huán)形探頭支撐體上分布的磁敏元件采用二維磁敏元件陣列，即每2個相鄰的磁敏 元件中心點之間的連接線與所述環(huán)形探頭支撐體的軸線之間形成45度夾角；所述數(shù)據(jù)采集單元接收來自于多路磁敏元件的磁檢測信號，經(jīng)過信號調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換 后向所述數(shù)據(jù)傳輸單元輸出調(diào)理后的待傳信號；所述數(shù)據(jù)傳輸單元為無線數(shù)據(jù)傳輸單元，由實現(xiàn)控制功能的EPM7218芯片以及兩塊分 別實現(xiàn)無線發(fā)射和無線接收功能的IEEE802. IlG芯片構(gòu)成，由所述EPM7218芯片接收來自 于數(shù)據(jù)采集單元的待傳信號，按照序列由IEEE802. IlG芯片通過天線發(fā)出，并由置于遠程 的另一塊IEEE802. IlG芯片接收；所述主控計算機分別向所述數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元輸出中斷與啟動控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置，其特征在于所述 裝置還包括一個磁損傷信號成像單元，此成像單元由實現(xiàn)成像控制功能的STM32F103芯片 和實現(xiàn)存儲功能的62LV512芯片構(gòu)成，所述STM32F103芯片接收來自于無線數(shù)據(jù)傳輸單元 的原始損傷信號，在主控計算機內(nèi)置的程序控制下進行圖像轉(zhuǎn)換，以控制所述成像單元向 計算機輸出圖像信號。
專利摘要一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁成像檢測裝置。主要解決現(xiàn)有的磁檢測裝置檢測精度低、現(xiàn)場安裝復(fù)雜以及檢測結(jié)果不易讀的問題。其特征在于所述環(huán)形探頭支撐體上分布的磁敏元件采用二維磁敏元件陣列，即每2個相鄰的磁敏元件中心點之間的連接線與所述環(huán)形探頭支撐體的軸線之間形成45度夾角；數(shù)據(jù)采集單元接收來自于多路磁敏元件的磁檢測信號，經(jīng)過信號調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換后向所述數(shù)據(jù)傳輸單元輸出調(diào)理后的待傳信號；數(shù)據(jù)傳輸單元為無線數(shù)據(jù)傳輸單元，主控計算機分別向數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元輸出中斷與啟動控制信號。該裝置在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了原理上的變更，從而實現(xiàn)了檢測精度的提高、安裝工藝的簡化和檢測結(jié)果的易讀。
文檔編號G08C17/02GK201780282SQ20102051585
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者侯兆鋒, 武亞江, 王兆春, 馬志恒 申請人:大慶恒通電子有限公司