一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统技术方案

针对和田玉内部可能存在的裂纹，从实际应用出发，发明专利技术一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统，该系统可方便地检测出玉石内部是否存在裂纹．大大方便了对和田玉品质的判断，该系统的控制器实时采集数据，采用软件校正、闭环控制，精度高，稳定性强，结构简单，工作可靠。但由于超声波检测法对轴向裂纹分辨力差，因此在检测时需要选择多个检测点。

An ultrasonic based crack detection system for Hotan jade

According to the internal crack of Hetian jade may exist, starting from the practical application, the invention of an ultrasonic and Tian Yu crack detection system based on the system can easily detect the existence of internal crack. Jade is greatly convenient to judge the quality of real-time control and Tian Yu, and collects the data of the system, using the software correction, closed loop control, high precision, high stability, simple structure, reliable work. However, because of the poor resolution of the axial crack in the ultrasonic testing method, it is necessary to choose a number of detection points in the detection.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统所属
本专利技术涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统。
技术介绍
和田玉是一种软玉。在我国至少也有3000多年的悠久历史，是我国玉文化的部分主体内容，是中华民族文化宝库中的珍贵遗产和艺术瑰宝。中国和田玉历史悠久，蜚声中外，琳琅满目的和田玉精品是中华民族灿烂文化的组成部分。和田玉是具有灵气的东西，它象征着巨额的财富。随着人民生活水平的日益提高，昔日王公贵族玩的高档玉器逐渐走人寻常百姓家。和田玉尤其是籽料，因为所在的自然环境很复杂，难免有裂纹及小毛病，正所谓“十籽九裂”，有些毛病是很难避免的。和田玉的裂纹，尤其是潜在的裂纹。如果在加工前不能及时发现和有效避免。很容易造成珍贵玉石材料的浪费，甚至损害消费者的利益。因此市场需要和田玉裂纹检测的设备，但目前市场上常用的和田玉裂纹检测设备以紫外线法为主，没有任何保护措施，而且其稳定性、可靠性、安全性都很差。在和田玉及其相关产品交易和加工时，如果没有一个性能可靠的裂纹检测系统.消费者或者加工商的利益很容易被损害。目前用于表面微裂纹检测的常规方法有：超声法、涡流法。超声法的基本原理：利用超声波在介质中传播的性质来判断工件材料的缺陷和异常。超声检测主要是利用超声波在传播过程中遇到异质界面时产生的透射、反射和折射现象对超声信号进行分析与处理，从而提取出缺陷的特征。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对和田玉内部可能存在的裂纹，设计了一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于超声波的和田玉裂纹检测系统由超声波发生模块、键盘模块、CPU控制模块、回波检测模块、显示模块、电源模块等组成。该检测系统的特点：控制器实时采集数据，采用软件校正、闭环控制，精度高，稳定性强，结构简单，工作可靠。但由于超声波检测法对轴向裂纹分辨力差，因此在检测时需要选择多个检测点。所述的发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T组成。所述的在超声波的接收电路中，用到了DSP、CX20106A和换能器等主要器件。所述的DSP采用TMS320F2812PGFA。所述的CX20106A是红外接收的专用芯片，有很高的灵敏度和很强的抗干扰能力，并且其灵敏度和抗干扰的能力是可调的，又由于其常用的载波频率是38kHz，与超声波接收电路输入方波的38kHz一样，因此在此设计中.CX20106A被用于超声波的接收。所述的驱动信号频率应与换能器中心频率一致，从而提高系统的抗干扰能力。所述的在放大电路中可通过控制器采用自动增益控制(AGC)，来抵制来自发射脉冲的干扰。本专利技术的有益效果是：基于超声波的和田玉裂纹检测系统可以方便地检测出玉石中是否存在裂纹，检测方便，易于携带，对和田玉的研究和买卖有参考作用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是检测仪的系统结构图。图2是超声波发射电路图。图3是超声波接收电路图。具体实施方式如图1所示，基于超声波的和田玉裂纹检测系统由超声波发生模块、键盘模块、CPU控制模块、回波检测模块、显示模块、电源模块等组成。工作时，检测仪的CPU模块(DSP芯片TMS320F2812PGFA)产生一个高频脉冲，此脉冲频率可以用键盘预设，在液晶显示屏(LCD1602)上显示，调频范围为3.5—5MHz；高频脉冲经过处理后发射给超声波换能器T1：超声波射人被测的和田玉中，会产生回波，回波信号经T2接收至超声波接收电路后，传人CPU(TMS320F2812PGFA)，CPU分析处理该回波信号。和正常波比对.判断是否有裂纹.如果有裂纹，CPU则再次发出信号，检测回波，去除噪声后，和CPU内部已有的数据相比对，确定裂纹位置和尺寸，并在LCD1602上显示出结果。该检测系统的特点：控制器实时采集数据，采用软件校正、闭环控制，精度高，稳定性强，结构简单，工作可靠。但由于超声波检测法对轴向裂纹分辨力差，因此在检测时需要选择多个检测点。如图2所示，发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T组成。VCC这里取5V。信号输入端输入频率为38kHz的方波。这个方波一路经两级反相器送到超声波发射换能器的一个电极，另一路经一级反相器送到换能器的另一个电极，这两路信号在换能器的两个输入段形成了推换的形式，提高了超生波的发射强度。输出端采用两个反相器并联，可以提高驱动能力。高电平VCC在这里分成了两路。每一路都接了上拉电阻R1和R2。这两个上拉电阻既可以增加换能器的阻尼效果，缩短自由振荡的时间，又可以提高反相器输出高电平的能力，起到限流的作用。如图3所示，在超声波的接收电路中，用到了DSP、CX20106A和换能器等主要器件。在这里选择的DSP是TMS320F2812PGFA。CX20106A是红外接收的专用芯片，有很高的灵敏度和很强的抗干扰能力，并且其灵敏度和抗干扰的能力是可调的，又由于其常用的载波频率是38kHz，与超声波接收电路输入方波的38kHz一样，因此在此设计中，CX20106A被用于超声波的接收。在该超声波的接收电路里.接收换能器把接收到的超声波信号通过管脚1送至CX20106A进行处理。经过处理的信号经管脚7和电阻10kQ再送至DSP进行处理和计算。管脚8接5V电源。接收换能器两路之间加0.05F的电容，作用是耦合和滤波。超声波换能器的方向性强、灵敏度高，因此换能器工作特性会影响检测结果的稳定性与可靠性，影响系统的信噪比。超声波在玉石中传播时存在信号衰减，接收回来的信号属于微弱信号，因此就要求系统抗干扰能力要强。要使换能器工作在最佳状态，其驱动信号频率应与换能器中心频率一致。该系统的干扰除了外界和电路本身的噪声以外，还有自发射脉冲的干扰。因此在放大电路中可通过控制器采用自动增益控制(AGC)。在实际应用中，为了进一步减少系统的干扰，可采取电源隔离、屏蔽电缆等方法来提高系统的抗干扰性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统，由超声波发生模块、键盘模块、CPU控制模块、回波检测模块、显示模块、电源模块等组成；该检测系统的特点：控制器实时采集数据，采用软件校正、闭环控制，精度高，稳定性强，结构简单，工作可靠；但由于超声波检测法对轴向裂纹分辨力差，因此在检测时需要选择多个检测点。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的和田玉裂纹检测系统，由超声波发生模块、键盘模块、CPU控制模块、回波检测模块、显示模块、电源模块等组成；该检测系统的特点：控制器实时采集数据，采用软件校正、闭环控制，精度高，稳定性强，结构简单，工作可靠；但由于超声波检测法对轴向裂纹分辨力差，因此在检测时需要选择多个检测点。2.根据权利要求1所述的基于超声波的和田玉裂纹检测系统，其特征是所述的发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器组成。3.根据权利要求1所述的基于超声波的和田玉裂纹检测系统，其特征是所述的在超声波的接收电路中，用到了DSP、CX20106A和换能器等主要器件。4.根据权利要求1所述的基于超声波的和田玉裂纹检测系统，其特征是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田荣侠，
申请(专利权)人：田荣侠，
类型：发明
国别省市：辽宁,21