[发明专利]一种基于PC/104嵌入式系统的便携式ACFM检测仪

说明书

技术领域

本发明属于检测仪技术领域，尤其涉及一种基于PC/104嵌入式系统的便携式ACFM检测仪。

背景技术

随着石油勘探开发力度地加大，石油装备的工作环境越来越恶劣，直接导致失效事故也随之增加，石油装备的安全可靠性，如今已成为当今社会关注的热点。综上所述，石油工业的安全问题日渐突出，当今工业环境对无损检测仪器的性能提出了更高的要求。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。

交流电磁场检测(Al ternat ing Current Fie ld Measurement)无论对于压力容器还是海洋平台钢结构，都有大量地应用和一定范围的可靠性。为保证石油工业设备的安全运行，实现快速便捷检测，提供装备表面缺陷可靠检测结果，减少事故地发生，如今迫切需要一套便携式ACFM检测仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅结构合理而且具有丰富人机交互功能，低成本、高效率的基于PC/104的便携式ACFM检测仪。

本发明实施例是这样实现的，一种基于PC/104嵌入式系统的便携式ACFM检测仪，包括发生激励信号的信号发生模块、检测工件表面的探头、对模拟信号进行预处理的信号调理模块、供仪器各单元用电的电源模块、数据存储与传输模块、对数字信号进行处理的微控制器模块6、对模拟信号进行数据采集的A/D采集模块和显示模块；

供仪器各单元用电的电源模块，对仪器的各个单元提供电源，与信号发生模块、信号调理模块3及微控制器模块分别连接；

发生激励信号的信号发生模块，即信号激励源，信号发生电路包括的函数发生器和射极跟随器，所产生的激励源信号为频率6kHz的正弦波信号，与检测工件表面的探头连接，同时与电源模块连接；

检测工件表面的探头，包括激励线圈和检测线圈，与对模拟信号进行预处理的信号调理模块连接；

对模拟信号进行预处理的信号调理模块，其信号调理电路的前置放大部分采用两级放大，第一级放大由仪表放大器实现，第二级放大电路采用由运算放大器搭建一阶同相放大器，信号调理电路的滤波部分选用低通滤波器。用于对模拟信号进行统一化的预处理，与对模拟信号进行数据采集的A/D采集模块相互连接，同时与电源模块连接；

对模拟信号进行数据采集的A/D采集模块，应用控制总线标准采集，用于对模拟信号进行数据采集，对数字信号进行处理的微控制器模块相互连接；

对数字信号进行处理的微控制器模块，主要包括主板，主要是对数字信号进行处理，通过SATA接口与数据存储与传输模块相互连接，同时与显示模块相互连接；

数据存储与传输模块，主要实现对数据的存储与传输；

显示模块，采用LCD触摸屏，与微控制器模块相互连接。

进一步，探头由激励单元和检测单元组成。激励单元由U型锰锌铁氧磁芯和缠绕在U型磁芯中部0.15mm的漆包线组成，检测单元由矩形磁芯和两组正交缠绕磁芯的0.05mm的漆包线组成。检测单元位于激励单元的中下部，且检测单元直径小于激励单元。

进一步，一阶同相放大器的交流信号源Vi负极接地，正极通过电阻RL接入放大器LM324的同相端，放大器LM324的反相端一部分通过电阻R1接地，同时一部分通过电阻RF接入放大器LM324的输出端，放大器LM324的引脚4接高电平VCC，放大器LM324的11引脚接低电平VEE。

进一步，预置人工裂纹钢板利用基于PC/104的便携式ACFM检测仪检测低碳钢薄板表面长40mm，宽1mm，深8mm的裂纹，工件为低碳钢；表面预制人工缺陷采用电火花方法加工而成，人工缺陷的轮廓是半椭圆形裂纹缺陷；试件中裂纹的深度分别为5mm、2mm、8mm。

本发明基于PC/104的便携式ACFM检测仪可以对金属构件各种表面缺陷进行非接触检测，检测时无需对表面进行打磨或去污，随着探头的扫描实时判定缺陷存在与否、绘制磁感应强度曲线和蝶形图。

本发明基于PC/104的便携式ACFM检测仪检测灵敏度高且操作简单，适合检测人员方便携带，软件智能化水平高，对检测人员操作水平要求不高，本仪器适用于石油现场工作环境，具有实用价值。

附图说明

图1本发明实施例提供的基于PC/104的便携式ACFM检测仪原理图；

图2是本发明实施例提供的探头的结构图；

图3本发明实施例提供的一阶同相放大电路图；

图4本发明实施例提供的预置人工裂纹钢板的结构示意图；