手持式敲击检测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种手持式敲击检测仪，包括敲击锤、驱动模块和微处理器控制单元，其特征在于，敲击锤包括电磁线圈、铁磁块、金属框、金属滑杆和弹簧以及敲击头；敲击头包括压电传感器和锤头。本实用新型专利技术具有检测方便快捷，精度高的优点。

Hand-held knock detector

【技术实现步骤摘要】
手持式敲击检测仪
本技术涉及一种采用手持式敲击检测仪。
技术介绍
随着航空技术和复合材料技术的不断的发展与创新,蜂窝复合材料在航空事业领域上得到了越来越广泛的应用。由于蜂窝复合材料内部结构自身的特点,在一些施工环境和非设计载荷以及异物撞击等强度作用下容易出现分层和脱粘等缺陷。航天器件必须具有极高的精密度和安全性能，所以需要对航天器件进行无损检测。敲击检测是一种重要的无损检测方法，对于蜂窝复合材料分层和脱粘的缺陷，传统的敲击检测是飞机维修人员常常使用类似小锤的工具,用适当力度去敲击蜂窝材料的待测表面。若蜂窝表面存在面板分层或脱粘损伤时,会改变其材料的固有物理特性(如材料本身的弹性系数),发出的“声音”也会随之变化。所以，维修人员依靠维修经验、主观判断和人工敲击的常识，通过材料发出声音来识别表面结构的损伤，这种检测的方法不仅容易造成误判和漏判；再者，对于操作经验不丰富的人员，使用工具敲击，还会对材料带来二次伤害；而且造成效率低、操作量大、维护时间长等等一系列的缺点。传统工艺的压电陶瓷片叠装而成的传感器存在体积较大、灵敏度不高、装配工艺复杂等问题。随着技术的不断发展,系统要求冲击传感器能够具备小型化、高灵敏度、集成一体化等特点,因此研究新型小型化、高灵敏度冲击传感器就显得很有必要。使用集成多层压电陶瓷设计小型化、高灵敏度的压化传感器则展现出了优势,所制得的传感器体秋小、灵敏度高,另多点布局、多轴敏感设计可实现"万向性"的要求。从敲击传感器灵敏度角度分析，现有的一些检测设备的敲击传感器都是采用单层压电片的压电陶瓷传感器，或者是多层叠加压电片的压电传感器都有着灵敏度不高的缺点，无法对微弱信号进行检测，检测分辨率低。从传感器的体积大小角度分析，传统的压电传感器如想提高灵敏度就必然要增加压电片，从而使体积变大，占据系统空间变大，装配复杂，集成度低，无法实现多点布局，使系统触发的可靠性降低。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是克服现有技术的不足，针对蜂窝复合材料的脱粘分层等缺陷，设计一种手持便携式的敲击检测仪，并给出检测方法。本技术的技术方案如下：一种手持式敲击检测仪，包括敲击锤、驱动模块和微处理器控制单元，其特征在于，敲击锤包括电磁线圈、铁磁块、金属框、金属滑杆和弹簧以及敲击头；敲击头包括压电传感器和锤头；电磁线圈固定在金属框底端，弹簧固定在金属框顶端，铁磁块上接弹簧，下接金属滑杆，铁磁块能在金属框内上下运动，金属滑杆一端从固定于金属框下端的电磁线圈中间通过，并与铁磁块固定连接，金属滑杆另一端依次固定压电传感器及合成塑料锤头；压电传感器采用多层压电晶片实现；微处理器产生的脉冲控制信号通过驱动模块加载在电磁线圈上，控制电磁线圈的通断来实现金属滑杆的往复运动，从而带动电磁块和敲击锤的动作；压电传感器的检测信号被送入微处理器。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：(1)在传感器结构方面，本技术使用了集成多层陶瓷压电片的压电传感器。由于集成多层压电陶瓷晶片的高压电常数,所制得的传感器灵敏度大大提升,可以达到相同体积下是使用传统压电陶瓷片的传感器灵敏度的5倍以上。压电传感器固有灵敏度高,输出信号大,提高传感器的检测分辨率,还可扩大传感器的测量范围和增强抗冲击能力。(2)在传感器体积大小方面，体积小型化后可以实现多点布局、系统集成，相较于传统的冲击传感器,多层压电陶瓷的集成化和优异的压电常数,可以缩小质量块,使得传感器体积缩小及减薄。附图说明图1是本技术提出的一种敲击检测仪的整体结构图。图2是敲击检测仪的俯视图。图3是敲击检测仪的侧视图。图4是触摸屏的操作界面图5是压电传感器结构示意图图6是多层压电陶瓷结构示意图图7是正常信号与脱粘信号的比较图8是敲击头驱动信号示意图图9是信号处理框图图10是敲击反馈信号截取原理图图11是边缘检测原理图图12是主程序流程图图中标号说明：1LED模块；2触屏模块；3电源开关；4脱沾程度大小显示；5采样数显示；6参考值显示；7采样次数显示；8开始暂停按钮；9复位设置；10电量显示；11速度设置；12采样平均数设置；13工作模式设置；14获取参考；15帮助；16电磁线圈；17压电传感器；18铁磁块；19合成塑料锤头；20金属滑杆；21金属框；22软导线；23弹簧具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为手持式敲击检测仪的示意图。如图1所示，电量检测电路采用A/D模数转换对两节电池电量实时检测，以备使用过程中及时充电；保护电路模块可在充电过程中进行过压保护与放电过程欠压保护；电源降压电路模块可将直流电源转换为其他电路所需的工作电压；微处理器控制单元采用DSP实现，产生一路脉冲控制信号控制驱动模块，从而控制电磁铁的检测频率；电磁铁带动传感器获取蜂窝复合材料表面的震动信息进而转换成微弱的小信号，经放大电路产生单端信号供微处理器采集，DSP经过AD对信号进行采集并对所采集信号进行滤波和边沿检测得出反应判决材料特性的波形宽度来判断待测复合材料的脱粘程度，脱粘程度通过LED模块1显示，依据脱粘程度不同，发光LED有以下几种显示模式：绿色、黄色、浅红色、深红色，其代表缺陷分别为正常、警告、缺陷、严重缺陷，当检测到缺陷时，蜂鸣器会报警，提示此处材料有缺陷；人机界面触控屏2采用电阻式触摸方式，在界面上设置速度11、采样平均次数7判决与工作模式(脱粘、内核)13按钮，及电量显示10，脱粘数据显示控件，速度按钮11可以设置电磁铁的敲击频率，采样平均次数12判决按钮可以设置将采集的蜂窝材料表面数据进行平均做判断，从而得出稳定、准确蜂窝表面的脱粘程度，工作模式按钮(脱粘、内核)13可以根据需要检测蒙皮与蜂窝结构脱粘程度和蜂窝内部结构状态；显示控件可以实时显示电池的电量的状况和脱粘程度的数据值。压电传感器：图5为本实施例敲击锤结构示意图，如图所示，敲击锤由一个电磁线圈16、铁磁块18、一个金属滑杆20和一个弹簧23以及敲击头构成；敲击头由压电传感器17和合成塑料锤头19组成。电磁线圈16固定在金属框底端，弹簧23固定在金属框顶端，铁磁块18上接弹簧，下接金属滑杆，铁磁块能在金属框内上下运动，金属滑杆一端从固定于金属框下端的电磁线圈中间通过，并与铁磁性材料制成的铁磁块固定，金属滑杆另一端依次固定压电传感器及合成塑料锤头。压电传感器17用多层压电晶片实现。压电传感器17检测方法的核心思想是，当被检测对象中存在某种缺陷时，结构整体的某些振动特征也会随之改变，将此变化经传感器转化为电信号，经过信号放大，送入微处理器进行信号处理分析，以检测其是否存在缺陷和脱粘等情况。当塑料锤头接触到蜂窝表面时，传感器输出波形开始上升。直到蜂窝板达到最大压缩时,弹簧常数即蜂窝蒙皮之间的距离达到最小(相比正常区域小的多)。由于蜂窝内部结构受到的负载力,蜂窝材料的表面的蒙皮开始脱离内核的束缚向上凸起，在这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手持式敲击检测仪，包括敲击锤、驱动模块和微处理器控制单元，其特征在于，敲击锤包括电磁线圈、铁磁块、金属框、金属滑杆和弹簧以及敲击头；敲击头包括压电传感器和锤头；电磁线圈固定在金属框底端，弹簧固定在金属框顶端，铁磁块上接弹簧，下接金属滑杆，铁磁块能在金属框内上下运动，金属滑杆一端从固定于金属框下端的电磁线圈中间通过，并与铁磁块固定连接，金属滑杆另一端依次固定压电传感器及合成塑料锤头；压电传感器采用多层压电晶片实现；微处理器产生的脉冲控制信号通过驱动模块加载在电磁线圈上，控制电磁线圈的通断来实现金属滑杆的往复运动，从而带动电磁块和敲击锤的动作；压电传感器的检测信号被送入微处理器。

【技术特征摘要】
1.一种手持式敲击检测仪，包括敲击锤、驱动模块和微处理器控制单元，其特征在于，敲击锤包括电磁线圈、铁磁块、金属框、金属滑杆和弹簧以及敲击头；敲击头包括压电传感器和锤头；电磁线圈固定在金属框底端，弹簧固定在金属框顶端，铁磁块上接弹簧，下接金属滑杆，铁磁块能在金属框内上下运动，金属滑杆一端从固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高铁成，武奇，张微，马旭鹏，李新新，毕武，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12