非接触式在线电磁超声波测厚监测装置制造方法及图纸

非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，包括MSP430、FPGA等。MSP430电路连通信装置。FPGA电路异步FIFO异步并行数据输出口连接MSP430的I/O口。FPGA电路的I/O口连接的T/R切换电路的输入口。DDS的I/O口通过激励电路连接T/R切换电路的另输入口。T/R切换电路输出端依次通过接收电路和滤波电路连接AD驱动电路，进入高速ADC电路的差分输入口。高速ADC电路的并行数据输出口连接FPGA电路的并行数据口。T/R切换电路连接电磁超声探头。采用有线和无线两种方式通信传输数据使用方便。电路供电部分为电池或有线。无须耦合剂，无须特殊处理待测物体表面。可以在电脑主机上实时、连续显示厚度值和曲线，及时发现腐蚀变化。

【技术实现步骤摘要】
非接触式在线电磁超声波测厚监测装置
本技术涉及超声波无损检测
，特别是涉及非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，应用于石油化工设备和管线金属壁厚腐蚀的监测。
技术介绍
目前，常规的超声波测厚仪都是手持式操作的，压电探头涂抹专用耦合剂，直接作用到被测物体表面进行厚度测量，如果被测量的金属表面有氧化膜、腐蚀物等都无法有效测量，必须打磨出金属本色。另外，接触式的高温测厚探头连续耐温性能较差，不能长时间的接触高温管道，所用的高温耦合剂瞬间会蒸发，使得测量必须在几秒内完成，这会给高温区人工测量作业带来不便，仪器的实际读数几乎每次都不一样，只能取几次测量结果的平均值估算，这样不能真实的反映出管壁厚度。而且，高温耦合剂的价格昂贵，用量较大额外增加测厚成本。此外，由于不同的测量人员对仪器操作存在差异，同一点测厚数据的连续性较差。特别在一些特殊环境中，如石化炼油装置的高空位置、高温管线、危险爆炸区域等，这些区域如果人工定点测厚困难很大，高空位置需要搭建脚手架，人工操作的危险系数和安装费用较高，周期性的测厚需求更加大了维护成本。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，是在线非接触式超声波测厚装置。采用的技术方案是：非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，包括电路供电部分。其技术要点在于：电路供电部分给MSP430电路、FPGA电路、时钟复位电路、AD驱动电路、高速ADC电路、滤波电路、接收电路、激励电路和T/R切换电路供电。MSP430电路的uart口连接通信装置。FPGA电路的异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口。FPGA电路的I/O口连接的T/R切换电路的第一输入口。FPGA电路的DDS的I/O口通过激励电路连接T/R切换电路的第二输入口。T/R切换电路输出端依次通过接收电路和滤波电路连接AD驱动电路，经过AD驱动电路连接高速ADC电路的差分输入口。高速ADC电路的时钟接口连接FPGA电路的时钟输出口，FPGA电路的时钟输出口同时还连接FPGA电路的异步FIFO的时钟接口。高速ADC电路的并行数据输出口连接FPGA电路的并行数据口。时钟复位电路第一个输出口连接FPGA电路的时钟复位口。时钟复位电路第二个输出口连接MSP430电路的时钟复位口。T/R切换电路连接电磁超声探头。通信装置为无线通信模块，电路供电部分给无线通信模块供电。电路供电部分包括第一电源电路和电池。或电路供电部分包括第二电源电路。第二电源电路通过RS485总线的供电线部分连接电源及通信转换器的供电部分。第二电源电路还给RS485总线接口供电。通信装置包括电源及通信转换器中的通信转换器部分。MSP430电路的uart口通过RS485总线接口连接RS485总线的的通信线部分，通过RS485总线的通信线部分连接电源及通信转换器的通信转换器部分。使用电磁超声探头发送并接收超声波，直接吸附在具有导电性或铁磁性的待测物体，不需要耦合剂，不需要打磨待测物体表面（为所述的非接触式），不需要外部压紧力。通过本装置采集超声波信号，以有线或无线两种通信方式把数据传输到电脑主机上显示出超声波厚度值及波形。电磁超声波探头吸附在具有导电性或铁磁性的待测物体上，无线方式中采用频率2.4Ghz短距离WIA-PA无线通信，仪器主电路采用FPGA和MSP430为控制核心，激励电路通过DDS产生可控脉冲串实现电磁超声的激发，在被测物中产生横波属性的超声波。T/R切换电路在FPGA的控制下对收发信号进行切换，有效隔离激励信号的高电压和大电流对接收电路造成损坏。接收电路采用低噪两级程控放大器放大，增益通过DAC实现自动调节。运放输出经有源带通滤波电路滤波，信号然后进入单端转差分ADC驱动电路，有效阻抗匹配后信号输入高速ADC差分输入端进行高速采样，采样闸门由FPGA控制，高速转换的数据以并行数据总线的方法连接到FPGA内部异步FIFO并行数据口，异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口，由MSP430读取异步FIFO中的高速采集数据，最终通过其uart口封装成数据帧，经无线WIA-PA模块发送到智能网关，完成无线采集测量过程。而有线版电磁超声测厚探头，发射、接收电路、控制电路与无线基本相同，区别主要是通信电路和电源电路不同，有线版通信电路部分采用RS485总线通信方式，电源部分采用现场总线18-36DCV宽电压供电。有线电磁超声测厚探头经RS485总线电缆，电源及通信转换器连接到电脑主机。电脑主机通过无线通信或RS485总线的方式向电磁超声探头发送测量命令，电磁超声探头将会在待测物体内产生超声波，通过测量超声波界面反射的超声回波，根据时差法计算厚度值，在电脑主机上显示厚度值、连续曲线及波形。其优点在于：1、本技术采用非接触的方式测厚，无须耦合剂，无须特殊处理待测物体表面。2、本技术适用于高温（400℃以下）测厚。3、本技术可选用有线或无线电磁超声测厚方式，测量结果直接传输到上办公室电脑主机上，无须人工周期性的进入高温、高压的危险区域测量操作，降低安全事故的发生。4、本技术采用有线和无线两种方式通信传输测厚数据，且可以在电脑主机上连续显示厚度值和曲线，可以实时、连续监测测厚，完全可以避免人工测厚带来的较大误差。5、使用电磁超声探头发送并接收超声波，利用电磁超声探头的强磁力固定仪器，将其直接吸附在具有导电性或铁磁性的待测物体，不需要耦合剂，不需要打磨待测物体表面，不需要外部压紧力。并以总线RS485和无线WIA-PA方式传递数据。附图说明图1是本技术的无线电磁超声测厚系统示意图。图2是本技术的无线电磁超声测厚电路系统图。图3是本技术的有线电磁超声测厚系统示意图。图4是本技术的有线电磁超声测厚电路系统图。待测物体1、电磁超声探头2、壳体3、智能无线网关4、以太网线5、电脑主机6、RS232串口电缆7、T/R切换电路8、接收电路9、滤波电路10、激励电路11、AD驱动电路12、高速ADC电路13、FPGA电路14、电池15、第一电源电路16、MSP430电路17、无线通信模块18、天线19、时钟复位电路20、RS485总线21、电源及通信转换器22、RS485总线接口23、电路供电部分24、第二电源电路25。具体实施方式实施例1非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，包括电路供电部分24。电路供电部分24给MSP430电路17、FPGA电路14、时钟复位电路20、AD驱动电路12、高速ADC电路13、滤波电路10、接收电路9、激励电路11、T/R切换电路8和无线通信模块18供电。电路供电部分24包括第一电源电路16和电池15。无线通信模块18的uart口和MSP430电路17的uart口连接。FPGA电路14的异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口，由MSP430读取异步FIFO中的高速采集数据。FPGA电路14的I/O口连接的T/R切换电路8的第一输入口。FPGA电路14的DDS的I/O口通过激励电路11连接T/R切换电路8的第二输入口。T/R切换电路8输出端依次通过接收电路9和滤波电路10连接AD驱动电路12，经过AD驱动电路12连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，包括电路供电部分（24）；其特征在于：电路供电部分（24）给MSP430电路（17）、FPGA电路（14）、时钟复位电路（20）、AD驱动电路（12）、高速ADC电路（13）、滤波电路（10）、接收电路（9）、激励电路（11）和T/R切换电路（8）供电；MSP430电路（17）的uart口连接通信装置；FPGA电路（14）的异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口；FPGA电路（14）的I/O口连接的T/R切换电路（8）的第一输入口；FPGA电路（14）的DDS的I/O口通过激励电路（11）连接T/R切换电路（8）的第二输入口；T/R切换电路（8）输出端依次通过接收电路（9）和滤波电路（10）连接AD驱动电路（12），经过AD驱动电路（12）连接高速ADC电路（13）的差分输入口；高速ADC电路（13）的时钟接口连接FPGA电路（14）的时钟输出口，FPGA电路（14）的时钟输出口同时还连接FPGA电路（14）的异步FIFO的时钟接口；高速ADC电路（13）的并行数据输出口连接FPGA电路（14）的并行数据口；时钟复位电路（20）第一个输出口连接FPGA电路（14）的时钟复位口；时钟复位电路（20）第二个输出口连接MSP430电路（17）的时钟复位口；T/R切换电路（8）连接电磁超声探头（2）。...

【技术特征摘要】
1.非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，包括电路供电部分（24）；其特征在于：电路供电部分（24）给MSP430电路（17）、FPGA电路（14）、时钟复位电路（20）、AD驱动电路（12）、高速ADC电路（13）、滤波电路（10）、接收电路（9）、激励电路（11）和T/R切换电路（8）供电；MSP430电路（17）的uart口连接通信装置；FPGA电路（14）的异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口；FPGA电路（14）的I/O口连接的T/R切换电路（8）的第一输入口；FPGA电路（14）的DDS的I/O口通过激励电路（11）连接T/R切换电路（8）的第二输入口；T/R切换电路（8）输出端依次通过接收电路（9）和滤波电路（10）连接AD驱动电路（12），经过AD驱动电路（12）连接高速ADC电路（13）的差分输入口；高速ADC电路（13）的时钟接口连接FPGA电路（14）的时钟输出口，FPGA电路（14）的时钟输出口同时还连接FPGA电路（14）的异步FIFO的时钟接口；高速ADC电路（13）的并行数据输出口连接FPGA电路（14）的并行数据口；时钟复位电路（20）第一个输出口连接FPGA电路（14）的时钟复位口；时钟复位电路（20）第二个输出口连接MSP430电路（17）的时钟复位口；T/R切换电路（8）连接电磁超声探头（2）。2.根据权利要求1所述的非接触式在线电磁超声波测厚监测装置，其特征在于：MSP430电路（17）的MSP430型号为MSP430F149或MSP430F169，FPGA电路（14）的FPGA型号为EP4CE6E22C8。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高楠，王新凯，周光森，黄景峰，万泽贵，莫烨强，卢声，李明哲，
申请(专利权)人：沈阳中科韦尔腐蚀控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21