一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，包括依次相連的壓電陶瓷片傳感器、電荷放大器、線性放大電路、電壓比較器、主控制器、無線模塊和終端設備，以及數字顯示模塊和接口按鍵模塊；所述線性放大電路的輸出端和接口按鍵模塊的輸出端均與主控制器的輸入端相連；所述數字顯示模塊的輸入端與主控制器的輸出端相連。本實用新型利用價格低廉的壓電陶瓷片傳感器等元器件，克服現有技術中聲發射振動檢測裝置結構復雜，功耗大，成本高等不足，提供一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，實現聲發射振動檢測和顯示、以及信息遠程傳送，系統成本低，硬件易實現，且能可靠測量。
【專利說明】
一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種振動檢測裝置，特別是涉及一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，屬于聲發射檢測技術。
【背景技術】
[0002]聲發射檢測儀原理是接收采集來自聲發射源的聲波信號即聲發射信號，經前置放大器放大后，并由信號采集處理系統對聲發射信號做處理后，由記錄顯示系統進行記錄分析顯示達到檢測聲發射源的目的。聲發射檢測技術是一種動態無損檢測方法，其信號來自缺陷本身，因此，用聲發射檢測法可以判斷缺陷的活動性和嚴重性。
[0003]對于聲發射信號的測量，有很多種方法。現有專利文獻(CN204462082U)提出了一種聲發射信號的測量方法，該測量方法采用信號過濾器和PLC系統構成一套裝置;裝置包括聲發射傳感器、一號信號過濾器、信號放大器、二號信號過濾器、PLC系統、顯示模塊、儲存模塊、發聲模塊。工作時，將聲發射傳感器安置在鐵路上，信號經過兩次過濾后，送入到PLC系統中，PLC系統對接收到的信號進行處理，并將結果在顯示模塊上面進行顯示。但是，該測量方法結構復雜，功耗大，成本高。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的在于利用價格低廉的壓電陶瓷片傳感器等元器件，克服現有技術中聲發射振動檢測裝置結構復雜，功耗大，成本高等不足，提供一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，實現聲發射振動檢測和顯示、以及信息遠程傳送，系統成本低，硬件易實現，且能可靠測量。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，包括依次相連的壓電陶瓷片傳感器、電荷放大器、線性放大電路、電壓比較器、主控制器、無線模塊和終端設備，以及數字顯示模塊和接口按鍵模塊;所述線性放大電路的輸出端和接口按鍵模塊的輸出端均與主控制器的輸入端相連;所述數字顯示模塊的輸入端與主控制器的輸出端相連。
[0007]本實用新型進一步設置為:所述電荷放大器包括第一放大器，以及相互并聯的第一電阻和第一電容;第一電阻和第一電容并聯后的一端與第一放大器的負極相連、并連接壓電陶瓷片傳感器的輸出端，第一電阻和第一電容并聯后的另一端與第一放大器的輸出端相連、并連接線性放大電路的輸入端，第一放大器的正極接地。
[0008]本實用新型進一步設置為:所述線性放大電路包括第二放大器，所述第二放大器的正極通過第二電阻與電荷放大器的輸出端相連，第二放大器的負極通過第三電阻接地，第二放大器的負極和輸出端之間并聯有第四電阻，第二放大器的輸出端與電壓比較器的輸入端相連。
[0009]本實用新型進一步設置為:所述電壓比較器包括第三放大器，所述第三放大器的正極與線性放大電路的輸出端相連，第三放大器的輸出端與主控制器的輸入端相連，第三放大器的負極通過第五電阻連接3.3V電壓、并通過第六電阻接地。
[0010]本實用新型進一步設置為:所述接口按鍵模塊用于對報警的聲發射信號幅度進行設置，包括第七電阻、第八電阻、第九電阻和第十電阻，以及第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵;所述第七電阻的一端、第八電阻的一端、第九電阻的一端和第十電阻的一端均與主控制器相連，并分別通過第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵接地;第七電阻的另一端、第八電阻的另一端、第九電阻的另一端和第十電阻的另一端均與3.3V電壓相連。
[0011]本實用新型進一步設置為:所述主控制器采用MSP430F149單片機。
[0012]本實用新型進一步設置為:所述數字顯示模塊采用IXD12864液晶顯示屏。
[0013]本實用新型進一步設置為:所述無線模塊采用TC35i芯片。
[0014]本實用新型進一步設置為:所述終端設備為手機。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0016]通過采用壓電陶瓷片傳感器來敏感接收聲發射振動信號的變化，利用電荷放大器和線性放大電路對信號進行放大，當信號幅度大于電壓比較器設定的閾值電壓，主控制器開始進行A/D轉換;通過接口按鍵模塊來設置預警的聲發射信號幅值，當檢測到幅值大于按鍵設定值，開始通過無線模塊向終端設備發送報警信息。本實用新型提供的聲發射振動檢測裝置采用了兩級聲發射信號幅值的閾值控制，減少了主控制器的采集任務和功耗，結構簡單，成本低，可應用于無法直接連線的聲發射檢測，實現可靠測量。
[0017]上述內容僅是本實用新型技術方案的概述，為了更清楚的了解本實用新型的技術手段，下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置的結構框圖；
[0019]圖2為本實用新型一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置中電荷放大器的電路圖；
[0020]圖3為本實用新型一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置中線性放大電路的電路圖；
[0021]圖4為本實用新型一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置中電壓比較器的電路圖；
[0022]圖5為本實用新型一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置中接口按鍵模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0024]如圖1所示，一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，包括依次相連的壓電陶瓷片傳感器、電荷放大器、線性放大電路、電壓比較器、主控制器、無線模塊和終端設備，以及數字顯示模塊和接口按鍵模塊;所述線性放大電路的輸出端和接口按鍵模塊的輸出端均與主控制器的輸入端相連;所述數字顯示模塊的輸入端與主控制器的輸出端相連。
[0025]作為優選，所述主控制器可采用MSP430F149單片機，其自帶的AD轉換模塊ADC12模塊具有12位轉換精度，I位非線性微分誤差，I位非線性積分誤差，而且內置采樣與保持電路，轉換內核可以關斷，可節省系統能耗。
[0026]作為優選，所述數字顯示模塊采用IXD12864液晶顯示屏，所述無線模塊采用TC35i芯片，所述終端設備為手機，均采用易實現的硬件，確保系統成本低和測量可靠性。
[0027]如圖2所示，所述電荷放大器包括第一放大器LF356，以及相互并聯的第一電阻Rl和第一電容Cl;第一電阻Rl和第一電容Cl并聯后的一端與第一放大器LF356的負極相連、并連接壓電陶瓷片傳感器Ct的輸出端，第一電阻Rl和第一電容Cl并聯后的另一端與第一放大器LF356的輸出端Al相連、并連接線性放大電路的輸入端，第一放大器LF356的正極接地。
[0028]如圖3所示，所述線性放大電路包括第二放大器0P07，所述第二放大器0P07的正極通過第二電阻R2與電荷放大器的輸出端Al相連，第二放大器0P07的負極通過第三電阻R3接地，第二放大器0P07的負極和輸出端A2之間并聯有第四電阻R4，第二放大器0P07的輸出端A2與電壓比較器的輸入端相連。
[0029]如圖4所示，所述電壓比較器包括第三放大器，所述第三放大器的正極與線性放大電路的輸出端A2相連，第三放大器的輸出端A3與主控制器的輸入端相連，第三放大器的負極通過第五電阻R5連接3.3V電壓、并通過第六電阻R6接地。第五電阻R5為可調電阻。
[0030]如圖5所示，所述接口按鍵模塊用于對報警的聲發射信號幅度進行設置，包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻RlO，以及第一按鍵S1、第二按鍵S2、第三按鍵S3和第四按鍵S4;所述第七電阻R7的一端、第八電阻R8的一端、第九電阻R9的一端和第十電阻RlO的一端均與主控制器相連，并分別通過第一按鍵S1、第二按鍵S2、第三按鍵S3和第四按鍵S4接地;第七電阻R7的另一端、第八電阻R8的另一端、第九電阻R9的另一端和第十電阻RlO的另一端均與3.3V電壓相連。如圖5所示，按鍵S1、S2、S3、S4的引腳一端依次連接在主控制器是單片機MSP430F149的Pl.0、P1.1、Ρ1.2、P1.3的四個I/O口上。
[0031]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:包括依次相連的壓電陶瓷片傳感器、電荷放大器、線性放大電路、電壓比較器、主控制器、無線模塊和終端設備，以及數字顯示模塊和接口按鍵模塊;所述線性放大電路的輸出端和接口按鍵模塊的輸出端均與主控制器的輸入端相連;所述數字顯示模塊的輸入端與主控制器的輸出端相連。2.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述電荷放大器包括第一放大器，以及相互并聯的第一電阻和第一電容;第一電阻和第一電容并聯后的一端與第一放大器的負極相連、并連接壓電陶瓷片傳感器的輸出端，第一電阻和第一電容并聯后的另一端與第一放大器的輸出端相連、并連接線性放大電路的輸入端，第一放大器的正極接地。3.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述線性放大電路包括第二放大器，所述第二放大器的正極通過第二電阻與電荷放大器的輸出端相連，第二放大器的負極通過第三電阻接地，第二放大器的負極和輸出端之間并聯有第四電阻，第二放大器的輸出端與電壓比較器的輸入端相連。4.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述電壓比較器包括第三放大器，所述第三放大器的正極與線性放大電路的輸出端相連，第三放大器的輸出端與主控制器的輸入端相連，第三放大器的負極通過第五電阻連接3.3V電壓、并通過第六電阻接地。5.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述接口按鍵模塊用于對報警的聲發射信號幅度進行設置，包括第七電阻、第八電阻、第九電阻和第十電阻，以及第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵； 所述第七電阻的一端、第八電阻的一端、第九電阻的一端和第十電阻的一端均與主控制器相連，并分別通過第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵接地;第七電阻的另一端、第八電阻的另一端、第九電阻的另一端和第十電阻的另一端均與3.3V電壓相連。6.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述主控制器采用MSP430F149單片機。7.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述數字顯示模塊采用IXDl 2864液晶顯示屏。8.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述無線模塊采用TC35i芯片。9.根據權利要求1所述的一種基于壓電陶瓷片的聲發射振動檢測裝置，其特征在于:所述終端設備為手機。
【文檔編號】G01N29/14GK205607928SQ201620455680
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】劉恒, 熊豐, 于步云, 徐佳棋, 王智超
【申請人】南京信息工程大學