[发明专利]一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统，其特征在于，它包括单片机模块(1)、信号发生器模块(2)、谐振式压电陶瓷传感器模块(3)、放大电路模块(4)、互感器模块(5)、整流滤波模块(6)、485通信模块(7)、GPRS通信模块(8)和温度传感器模块(9)；所述单片机模块(1)的频率信号输出端与信号发生器模块(2)的输入端连接，所述信号发生器模块(2)的输出端与谐振式压电陶瓷传感器模块(3)的输入端连接，所述谐振式压电陶瓷传感器模块(3)的输出端与放大电路模块(4)的输入端连接，所述放大电路模块(4)的输出端与互感器模块(5)的输入端连接，所述互感器模块(5)的输出端与整流滤波模块(6)的输入端连接，所述整流滤波模块(6)的输出端与单片机模块(1)的输入端连接，所述单片机模块(1)的输出端与485通信模块(7)的输入端连接，所述485通信模块(7)的输出端与GPRS通信模块(8)的输入端连接，所述温度传感器模块(9)的输出端与单片机模块(1)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统，其特征在于，所述单片机模块(1)采用的是A/D转换模块为十位的型号为STC12C5A60S2的单片机模块，所述信号发生器模块(2)采用的是型号为AD9834的扫频信号发生器，所述谐振式压电陶瓷传感器模块(3)采用型号为PZT-4的传感器，所述放大电路模块(4)采用型号为OP37的放大器，所述互感器模块(5)采用型号为HPT225A-G的互感器，所述整流滤波模块(6)采用型号为TB34S的整流器，所述485通信模块(7)采用型号为RS485的通讯芯片，所述GPRS通信模块(8)采用型号为SIM800的GPRS通信模块，所述温度传感器模块(9)采用型号为PT100。

3.基于权利要求1所述的一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统的检测方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：所述信号发生器模块(2)循环发射扫频频率信号给谐振式压电陶瓷传感器模块(3)；

步骤二：所述谐振式压电陶瓷传感器模块(3)将压电陶瓷传感器的固有频率与接收到的振荡频率共振所发生的谐振信号转化成电压信号，并将最大电压信号传输给放大电路模块(4)；

步骤三：所述放大电路模块(4)将电压信号放大后传输给互感器模块(5)；

步骤四：所述互感器模块(5)将接收到的交流电压信号传输给整流滤波模块(6)；

步骤五：所述整流滤波模块(6)将接收到的交流电压信号转换成直流电压信号，滤波后传输给单片机模块(1)；所述单片机模块(1)得到初始直流电压信号；

步骤六：将所述谐振式压电陶瓷传感器模块(3)固定在冰面上，重复步骤一到步骤五，所述单片机模块(1)得到当前直流电压信号；

步骤七：所述单片机模块(1)将初始直流电压信号与固定在冰面后的当前直流电压信号做对比，从而得到冰层厚度；

步骤八：所述485通信模块(7)和GPRS通信模块(8)将冰层厚度信号实时传输给云平台。

4.根据权利要求3所述的一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统的检测方法，其特征在于，在步骤一中，所述扫频频率信号为0-50KHZ。

5.根据权利要求3所述的一种基于谐振式压电陶瓷的冰层厚度检测系统的检测方法，其特征在于，所述温度传感器模块(9)实时检测当前温度状态，若温度高于0度，则断开单片机模块(1)的供电，从而使冰层厚度检测系统停止工作。