一种具有传感器自动识别功能的超声测厚仪制造技术

本发明专利技术公开了一种具有传感器自动识别功能的超声测厚仪，用于无损检测领域。所述超声测厚仪包括传感器，测厚仪主机和上位机软件。传感器与测厚仪主机连接。所述测厚仪主机包括：信号发射模块，与所述传感器连接；信号接收模块，与所述传感器连接；信号处理模块，与所述信号发射模块和信号接收模块连接；主处理器，与所述信号处理模块连接；显示和键盘，与所述主处理器连接；存储通信模块，与所述主处理器连接；供电模块，与测厚仪主机内其它所有模块连接。所述上位机软件通过ＵＳＢ连接线与所述测厚仪主机通讯。所述测厚仪主机其特征在于：能自动测试识别传感器的电学和声学性能（电声学性能），并根据所测得的电声学性能自动匹配传感器与测量电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无损检测领域，特别涉及超声测厚仪在被测物体单面测量物体 厚度的领域。
技术介绍
超声测厚仪广泛使用在冶金、造船、机械、化工、航空，航天，石油，电 力、原子能等工业领域，对各种板材厚度、管材壁厚、锅炉容器壁厚等进行厚 度测量。目前市场上众多厂商生产的超声测厚仪都不具备测试传感器的电学性 能和声学性能(电声学性能)的功能，都只能使用厂商事先指定的传感器和对 应超声测厚仪匹配。对超声测厚仪的用户而言，由于不能自由匹配传感器和超 声测厚仪，很多超声测厚仪不能使用性能优良的传感器从而导致超声测厚仪的性能大大降低；另一方面很多超声测厚仪由于不能找到指定的可匹配的传感器 而被废弃，很多传感器由于不能找到指定的可匹配的超声测厚仪而被废弃。对 生产超声测厚仪的厂商而言，由于不能自由匹配传感器和超声测厚仪，众多超 声测厚仪生产厂商都必须自己寻找可匹配的传感器甚至研发自己的传感器，大 大增加了超声测厚仪的研发和生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能自动测试识别传感器的电学性能和声学性能 (电声学性能)，并能根据所测得的传感器的电声学性能自动匹配传感器与测量 电路(包括传感器自动零点校准)的超声测厚仪。为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供一种超声测厚仪，包括传感器， 测厚仪主机和上位机软件，所述传感器与所述测厚仪主机连接，用于向被测物 体发送超声波信号和采集由被测物体反射回的声波信号；所述测厚仪主机包括 信号发射模块，与所述传感器连接，用于对所述传感器发送高压触发信号使所 述传感器发射超声波信号；信号接收模块，与所述传感器连接，用于对传感器 接收到的从被测物体返回的回波信号进行放大，比较并将处理后的信号传递给 信号处理模块；信号处理模块，与所述信号发射模块和信号接收模块连接，用 于各种信号在主处理器，信号发射模块，信号接收模块之间的传递；主处理器， 与所述信号处理模块连接，用于对接收到的所述各种信号进行处理和命令的发 送；存储通信模块，与所述主处理器连接，用于数据存储和通过USB连接线与所述上位机软件进行通讯；供电模块，与测厚仪主机内所述其它所有模块连接， 用于对所述测厚仪主机内的所有模块提供电源；显示和键盘，与所述主处理器 连接，用于显示和键盘输入；所述上位机软件，通过USB连接线与所述测厚仪 主机连接，对测厚仪主机上传的数据进行处理。当传感器与测厚仪主机连接后， 测厚仪主机首先发射激励脉冲信号给传感器，传感器在激励脉冲信号的激励下 产生超声波信号，然后传感器将反射回的超声波信号转化为电信号，最后测厚 仪主机采集此电信号并对此电信号进行分析处理后得到传感器的电学性能和声 学性能，以此来识别传感器并自动匹配信号接收模块的参数。所述测厚仪主机自动测试识别传感器的电学和声学性能(电声学性能)后， 根据所测得的传感器的电声学性能自动设置信号接收模块中信号放大电路的放 大倍数和门限比较器电路中的比较门限，从而实现传感器与测厚仪主机的自动 匹配。上述技术方案仅是本专利技术的一个优选技术方案，具有如下优点能自动测 试识别传感器的电学和声学性能(电声学性能)，并能根据所测得的传感器的电 声学性能自动匹配传感器与信号接收电路；可在被测物体单面进行测量并且具 备成本低，体积小，重量轻，易于携带，操作简便，功耗低，环保无污染，无 需损坏被测物体的特点。附图说明图1是本专利技术实施例的一种超声测厚仪结构示意图 图2是本专利技术实施例的另一种超声测厚仪结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1是本专利技术实施例的一种超声测厚仪结构示意图，图2是对图1中的超 声测厚仪进行进一步细化的结构示意图，结合图l、图2，本实施例的超声测厚仪包括传感器，上位机软件和测厚仪主机。测厚仪主机包括信号发射模块， 与传感器连接，用于对传感器发送高压触发信号使传感器对被测物体发射超声 波信号；信号接收模块，与传感器连接，用于对传感器接收到的从被测物体返 回的回波信号进行限幅，放大，比较并将处理后的信号传递给信号处理模块； 信号处理模块，与信号发射模块和信号接收模块连接，用于各种信号在主处理 器，信号发射模块，信号接收模块之间的传递；主处理器，与信号处理模块连 接，用于对接收到的所述各种信号进行处理和命令的发送；存储通信模块，与主处理器连接，用于数据存储和通过USB连接线与上位机软件进行通讯；显示 和键盘，与主处理器连接，用于显示超声测厚仪的各种信息和将用户的各种设 置传递给主处理器；供电模块，与测厚仪主机内其它所有模块连接，用于对测 厚仪主机内的所有模块提供电源。下面对本实施例的超声测厚仪的各部分进行详细描述。传感器(也称为探头)是用来使电压信号和声波信号之间相互转换的元件， 由敏感元件和转换电路组成。在实际应用过程中由测厚仪主机发出负高压激励 脉冲给传感器，传感器在激励脉冲的作用下发出超声波信号，此超声波信号经 过被测物体另一面的反射后被传感器接收到，传感器将接收到的回波信号转换 为电信号后发送给测厚仪主机。传感器是超声测厚仪的重要组成部分。如果传感器在激励信号的作用下不 能够正常发射超声波信号或者无法正常接收经被测物体另一面反射回来的回波 信号，那么将直接影响到测量的准确性。同时如果选择不恰当的传感器(例如 用高频传感器测量厚度超过传感器测量范围的物体)，由传感器发出的超声信号 无法到达被测物体的另一面，那么将无法精确测量物体的厚度或者根本无法测 量物体的厚度。信号接收模块包括限幅电路，信号放大电路和门限比较器。 由于一般模拟和数字电路的供电电源的绝对值都在12V以下，也就是他们 的工作电压绝对值要保持在12V以下。然而由于传感器的工作需要，信号发射模块必须发出高达-120V的高压负脉冲激励信号，因此如果作用在传感器敏感元件上的高压信号通过某种途径直接作用在测厚仪主机的信号接收模块电路中， 那么将对信号接收电路产生很大的噪声干扰，导致无法正常测量，严重的可能 引起硬件电路中某些电子元件的损坏。由上面的描述中我们可以知道我们必须 对传感器接收到的信号在进入测厚仪主机电路之前进行严格的限幅处理，保证 进入测厚仪主机的电压信号在安全范围内。因此限幅电路对测厚仪主机的安全 工作非常重要。通常传感器接收到的从被测物体另一面反射回来的回波信号幅值都很小， 不能满足信号处理的要求，所以信号的放大是必不可少的。对相同的被测物体， 不同的传感器接收到回波信号的幅值是不同的，所以放大电路的放大倍数的选 择是非常重要的。如果信号放大电路采用固定的放大倍数对不同传感器接收到 的信号进行放大，那么势必要导致后续电路对信号处理的准确性降低。例如-某传感器的回波信号幅值偏低，如果放大电路采用和回波信号幅值偏高的传感器相同的放大倍数(假设门限比较器电路中采用相同的门限值)，那么将导致厚 度测量不准确。由上述描述可以知道测厚仪主机与传感器的自动匹配是非常必 要的。门限比较器，根据信号处理模块的门限值设置对经过限幅和放大的传感器 回波信号进行比较，以判断传感器的灵敏度同时与放大电路的放大倍数配合实 现测厚仪主机与传感器的匹配。因为不同传感器的灵敏度是不同的，所以实现 测厚仪主机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有传感器自动识别功能的超声测厚仪，包括传感器，测厚仪主机和上位机软件。所述传感器与所述测厚仪主机连接，用于向被测物体发送超声波信号和采集由被测物体反射回的声波信号；所述测厚仪主机通过向所述传感器发射高压触发信号使所述传感器发出超声信号，所述测厚仪主机采集传感器接收到的回波信号，通过对回波信号的处理得到被测物体厚度；所述测厚仪主机包括信号发射模块，信号接收模块，信号处理模块，主处理器，存储通讯模块，供电模块，显示和键盘。　本专利技术的特征在于：测厚仪主机首先发射激励脉冲 信号给传感器，传感器在激励脉冲信号的激励下产生超声波信号，然后传感器将反射回的超声波信号转化为电信号，最后测厚仪主机采集此电信号并对此电信号进行分析，处理后得到传感器的电学性能和声学性能，以此来识别传感器并匹配信号接收模块的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘时风，马成，
申请(专利权)人：北京声华兴业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]