裂纹智能检测仪.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011095063.1 (22)申请日 2020.10.14 (71)申请人 金翼安达航空科技 （北京） 有限公司 地址 101400 北京市怀柔区南华园三区3号 院甲3号楼 (72)发明人 张泉李海鹏 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 张梦泽 (51)Int.Cl. G01N 27/00(2006.01) (54)发明名称 一种裂纹智能检测仪 (57)摘要 本发明公开一种裂纹智能检测仪， 包括： 主 机、 N个从机和NM个传感器， 主机与各从机。

2、均采 用两根电源线与电源连接， 每个从机分别与M个 传感器采用两线制连接； 各传感器用于检测裂 纹， 并将裂纹转换成电压信号； 主机通过载波通 信的方式向各从机发送地址数据； 各从机判断所 述地址数据是否与自身的ID相等； 如果地址数据 与自身的ID相等， 则通过载波通信的方式将各传 感器检测的电压信号发送至主机； 主机根据所述 电压信号判断是否存储和/或报警。 本申请主机 与各从机均采用两根电源线与电源连接， 每个从 机分别与M个传感器采用两线制连接， 不仅减少 了连线的数量和检测仪的重量， 同时还降低了因 连线数量较多而导致的故障点增多的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 。

3、112113999 A 2020.12.22 CN 112113999 A 1.一种裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述检测仪包括： 主机、 N个从机和NM个传感器， 其中， N为从机的个数， NM为传感器的总个数； 所述主 机与各所述从机均采用两根电源线与电源连接， 每个所述从机分别与M个传感器采用两线 制连接； 各所述传感器用于检测裂纹， 将所述裂纹转换成电压信号， 并将所述电压信号发送至 所述从机； 所述主机通过载波通信的方式向各所述从机发送地址数据； 各所述从机判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自身的ID相 等， 则通过载波通信的方式将各所述传感器检测的电压信号。

4、发送至所述主机； 所述主机根据所述电压信号判断是否存储和/或报警。 2.根据权利要求1所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述主机包括： 第一电源电路、 第一处理器、 第一信号调制电路和存储器； 所述第一电源电路通过两根电源线与各所述从机连接， 所述第一电源电路还分别与所 述第一信号调制电路和所述第一处理器连接， 所述第一处理器分别与所述第一信号调制电 路和所述存储器连接， 两根电源线均与所述第一信号调制电路连接； 所述第一电源电路用于给所述第一处理器和所述第一信号调制电路提供电能； 所述第一信号调制电路用于将地址数据调制加载到高频基波信号上， 并将调制后的高 频基波信号通过两根电源线发送至。

5、各所述从机； 所述第一信号调制电路还用于通过两根电 源线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后的高频基波信号进行解调获得所述电压信 号， 将所述电压信号发送至所述第一处理器； 所述第一处理器用于向所述第一信号调制电路发送所述地址数据； 所述第一处理器还 用于接收所述第一信号调制电路发送的所述电压信号， 并判断所述电压信号是否大于或者 等于存储阈值； 如果所述电压信号大于或者等于存储阈值， 则所述第一处理器将所述电压 信号发送至所述存储器进行存储； 所述第一处理器还用于判断所述电压信号是否大于或者 等于报警阈值； 如果所述电压信号大于或者等于报警阈值， 则所述第一处理器生成报警信 息。 3.根据。

6、权利要求2所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述主机还包括： 报警器， 与所述第一处理器连接， 用于显示报警信息。 4.根据权利要求2所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述第一处理器通过USB与上 位机连接， 所述第一处理器用于接收所述上位机发送的所述报警阈值、 所述存储阈值和地 址数据。 5.根据权利要求2所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述从机包括： 第二电源电路、 第二处理器和第二信号调制电路； 所述第二电源电路通过两根电源线 与所述第一信号调制电路连接， 所述第二电源电路还分别与所述第二信号调制电路和所述 第二处理器连接， 所述第二处理器分别与所述第二信号调制电路和M个传。

7、感器连接， 两根电 源线均与所述第二信号调制电路连接； 所述第二电源电路用于给所述第二处理器和所述第二信号调制电路提供电能； 所述第二调制电路用于通过两个电源线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后的高 频基波信号进行解调获得所述地址数据， 将所述地址数据发送至所述第二处理器； 所述第 权利要求书 1/2 页 2 CN 112113999 A 2 二调制电路还用于将各所述传感器检测的电压信号调制加载到高频基波信号上， 并将调制 后的高频基波信号通过两根电源线发送至所述第一信号调制电路； 所述第二处理器判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自身的 ID相等， 则获取各所述传感。

8、器检测的电压信号， 并将各所述传感器检测的电压信号发送至 所述第二调制电路。 6.根据权利要求2所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述传感器包括： 依次设置的保护层、 导电层和绝缘层； 所述保护层采用聚酰亚胺膜或者金属材料， 所述 绝缘层采用聚酰亚胺膜， 所述导电层采用银粉。 7.根据权利要求5所述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述第一电源电路和所述第二 电源电路均为WRB2405S-3W， 所述第一处理器和所述第二处理器均为STM32F103VET6， 所述 第一信号调制电路和所述第二信号调制电路均TCS081C， 所述存储器为N25Q256A13ESF40E。 8.根据权利要求3所。

9、述的裂纹智能检测仪， 其特征在于， 所述报警器为液晶显示屏或二 极管。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112113999 A 3 一种裂纹智能检测仪 技术领域 0001 本发明涉及裂纹检测技术领域， 特别是涉及一种裂纹智能检测仪。 背景技术 0002 如图1所示， 传统的裂纹检测仪包括主机和多个从机， 每个从机包括多个传感器； 从机与多个传感器之间采用三线制连接， 主机与每个从机之间采用四线制连接， 这样不仅 增加了连线的数量和检测仪的重量， 同时还增加了因连线数量较多而导致的故障点增多的 问题； 另外主机和各从机采用点对点通信进行信息交互， 所以每个主机和从机都要搭建专 门的通信线路， 。

10、这样通信线路增多， 接点以及故障发生概率也多， 当然重量也会增加。 发明内容 0003 基于此， 本发明的目的是提供一种裂纹智能检测仪， 以减少连线数量， 进而降低整 体重量和发生故障的概率。 0004 为实现上述目的， 本发明提供了一种裂纹智能检测仪， 所述检测仪包括： 0005 主机、 N个从机和NM个传感器， 其中， N为从机的个数， NM为传感器的总个数； 所 述主机与各所述从机均采用两根电源线与电源连接， 每个所述从机分别与M个传感器采用 两线制连接； 0006 各所述传感器用于检测裂纹， 将所述裂纹转换成电压信号， 并将所述电压信号发 送至所述从机； 0007 所述主机通过载波通信。

11、的方式向各所述从机发送地址数据； 0008 各所述从机判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自身的 ID相等， 则通过载波通信的方式将各所述传感器检测的电压信号发送至所述主机； 0009 所述主机根据所述电压信号判断是否存储和/或报警。 0010 可选地， 所述主机包括： 0011 第一电源电路、 第一处理器、 第一信号调制电路和存储器； 0012 所述第一电源电路通过两根电源线与各所述从机连接， 所述第一电源电路还分别 与所述第一信号调制电路和所述第一处理器连接， 所述第一处理器分别与所述第一信号调 制电路和所述存储器连接， 两根电源线均与所述第一信号调制电路连接； 00。

12、13 所述第一电源电路用于给所述第一处理器和所述第一信号调制电路提供电能； 0014 所述第一信号调制电路用于将地址数据调制加载到高频基波信号上， 并将调制后 的高频基波信号通过两根电源线发送至各所述从机； 所述第一信号调制电路还用于通过两 根电源线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后的高频基波信号进行解调获得所述电压 信号， 将所述电压信号发送至所述第一处理器； 0015 所述第一处理器用于向所述第一信号调制电路发送所述地址数据； 所述第一处理 器还用于接收所述第一信号调制电路发送的所述电压信号， 并判断所述电压信号是否大于 或者等于存储阈值； 如果所述电压信号大于或者等于存储阈值， 则所。

13、述第一处理器将所述 说明书 1/5 页 4 CN 112113999 A 4 电压信号发送至所述存储器进行存储； 所述第一处理器还用于判断所述电压信号是否大于 或者等于报警阈值； 如果所述电压信号大于或者等于报警阈值， 则所述第一处理器生成报 警信息。 0016 可选地， 所述主机还包括： 0017 报警器， 与所述第一处理器连接， 用于显示报警信息。 0018 可选地， 所述第一处理器通过USB与上位机连接， 所述第一处理器用于接收所述上 位机发送的所述报警阈值、 所述存储阈值和地址数据。 0019 可选地， 所述从机包括： 0020 第二电源电路、 第二处理器和第二信号调制电路； 所述第二。

14、电源电路通过两根电 源线与所述第一信号调制电路连接， 所述第二电源电路还分别与所述第二信号调制电路和 所述第二处理器连接， 所述第二处理器分别与所述第二信号调制电路和M个传感器连接， 两 根电源线均与所述第二信号调制电路连接； 0021 所述第二电源电路用于给所述第二处理器和所述第二信号调制电路提供电能； 0022 所述第二调制电路用于通过两个电源线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后 的高频基波信号进行解调获得所述地址数据， 将所述地址数据发送至所述第二处理器； 所 述第二调制电路还用于将各所述传感器检测的电压信号调制加载到高频基波信号上， 并将 调制后的高频基波信号通过两根电源线发送至所。

15、述第一信号调制电路； 0023 所述第二处理器判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自 身的ID相等， 则获取各所述传感器检测的电压信号， 并将各所述传感器检测的电压信号发 送至所述第二调制电路。 0024 可选地， 所述传感器包括： 0025 依次设置的保护层、 导电层和绝缘层； 所述保护层采用聚酰亚胺膜或者金属材料， 所述绝缘层采用聚酰亚胺膜， 所述导电层采用银粉。 0026 可选地， 所述第一电源电路和所述第二电源电路均为WRB2405S-3W， 所述第一处理 器和所述第二处理器均为STM32F103VET6， 所述第一信号调制电路和所述第二信号调制电 路均TCS08。

16、1C， 所述存储器为N25Q256A13ESF40E。 0027 可选地， 所述报警器为液晶显示屏或二极管。 0028 根据本发明提供的具体实施例， 本发明公开了以下技术效果： 0029 本发明公开一种裂纹智能检测仪， 包括： 主机、 N个从机和NM个传感器， 主机与各 从机均采用两根电源线与电源连接， 每个从机分别与M个传感器采用两线制连接； 各传感器 用于检测裂纹， 并将裂纹转换成电压信号； 主机通过载波通信的方式向各从机发送地址数 据； 各从机判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果地址数据与自身的ID相等， 则通过 载波通信的方式将各传感器检测的电压信号发送至主机； 主机根据所述电。

17、压信号判断是否 存储和/或报警。 本申请主机与各从机均采用两根电源线与电源连接， 每个从机分别与M个 传感器采用两线制连接， 不仅减少了连线的数量和检测仪的重量， 同时还降低了因连线数 量较多而导致的故障点增多的问题。 附图说明 0030 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例中所 说明书 2/5 页 5 CN 112113999 A 5 需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获 得其他的附图。 0031 图1为传统的裂纹检测仪结构图；。

18、 0032 图2为本发明实施例裂纹智能检测仪结构图； 0033 图3为本发明实施例主机结构图； 0034 图4为本发明实施例从机结构图。 0035 1、 电源， 2、 主机， 21、 第一电源电路， 22、 第一处理器， 23、 第一信号调制电路， 24、 存 储器， 25、 报警器， 3、 从机， 31、 第二电源电路， 32、 第二处理器， 33、 第二信号调制电路， 4、 传 感器， 41、 保护层， 42、 导电层， 43、 绝缘层。 具体实施方式 0036 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分。

19、实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0037 本发明的目的是提供一种裂纹智能检测仪， 以减少连线数量， 进而降低整体重量 和发生故障的概率。 0038 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。 0039 图2为本发明实施例裂纹智能检测仪结构图， 如图2所示， 本发明提供一种裂纹智 能检测仪， 所述检测仪包括： 0040 主机2、 N个从机3和NM个传感器4， 其中， N为从机3的个数， NM为传感器4的总个。

20、 数； 所述主机2与各所述从机3均采用两根电源1线与电源1连接， 每个所述从机3分别与M个 传感器4采用两线制连接。 0041 各所述传感器4用于检测裂纹， 将所述裂纹转换成电压信号， 并将所述电压信号发 送至所述从机3； 所述主机2通过载波通信的方式向各所述从机3发送地址数据； 各所述从机 3判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自身的ID相等， 则通过载波 通信的方式将各所述传感器4检测的电压信号发送至所述主机2； 所述主机2根据所述电压 信号判断是否存储和/或报警。 0042 本实施例中， 两根电源1线既提供电源1同时又是信号传输线路。 0043 本实施例中， 首先将。

21、被测部位用细砂纸打磨平整， 用酒精清洗被测部位， 使被测部 位充分的暴露出来。 然后用胶将传感器4粘贴在被测部位。 当被测部位产生裂纹时， 由于传 感器4是用胶粘贴在机体上的， 所以传感器4的导电层42也跟着变形、 拉伸、 拉长、 最后断裂。 由于导电层42两端添加了电压信号， 所以传感器4输出信号也跟着变化。 0044 如图3所示， 本发明所述主机2包括： 第一电源电路21、 第一处理器22、 第一信号调 制电路23和存储器24； 所述第一电源电路21通过两根电源1线与各所述从机3连接， 所述第 一电源电路21还分别与所述第一信号调制电路23和所述第一处理器22连接， 所述第一处理 器22分。

22、别与所述第一信号调制电路23和所述存储器24连接， 两根电源1线均与所述第一信 说明书 3/5 页 6 CN 112113999 A 6 号调制电路23连接。 0045 所述第一电源电路21用于给所述第一处理器22和所述第一信号调制电路23提供 电能； 所述第一信号调制电路23用于将地址数据调制加载到高频基波信号上， 并将调制后 的高频基波信号通过两根电源1线发送至各所述从机3； 所述第一信号调制电路23还用于通 过两根电源1线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后的高频基波信号进行解调获得所 述电压信号， 将所述电压信号发送至所述第一处理器22； 所述第一处理器22用于向所述第 一信号调制电。

23、路23发送所述地址数据； 所述第一处理器22还用于接收所述第一信号调制电 路23发送的所述电压信号， 并判断所述电压信号是否大于或者等于存储阈值； 如果所述电 压信号大于或者等于存储阈值， 则所述第一处理器22将所述电压信号发送至所述存储器24 进行存储； 所述第一处理器22还用于判断所述电压信号是否大于或者等于报警阈值； 如果 所述电压信号大于或者等于报警阈值， 则所述第一处理器22生成报警信息。 本实施例中， 所 述第一电源电路21为WRB2405S-3W， 所述第一处理器22为STM32F103VET6， 所述第一信号调 制电路23TCS081C， 所述存储器24为N25Q256A13E。

24、SF40E。 0046 作为一种实施方式， 本发明所述主机2还包括： 报警器25， 与所述第一处理器22连 接， 用于显示报警信息。 本实施例中， 所述报警器25为液晶显示屏或二极管。 本发明设置两 个发光二极管， 分别为3红色二极管和3绿色二极管， 绿色亮， 表示设备工作正常。 红色 亮， 表示设备报警。 0047 作为一种实施方式， 本发明所述第一处理器22通过USB与上位机连接， 所述第一处 理器22用于接收所述上位机发送的所述报警阈值、 所述存储阈值和地址数据。 0048 如图4所示， 本发明所述从机3包括： 第二电源电路31、 第二处理器32和第二信号调 制电路33； 所述第二电源电。

25、路31通过两根电源1线与所述第一信号调制电路23连接， 所述第 二电源电路31还分别与所述第二信号调制电路33和所述第二处理器32连接， 所述第二处理 器32分别与所述第二信号调制电路33和M个传感器4连接， 两根电源1线均与所述第二信号 调制电路33连接。 0049 所述第二电源电路31用于给所述第二处理器32和所述第二信号调制电路33提供 电能； 所述第二调制电路用于通过两个电源1线接收调制后的高频基波信号， 并对调制后的 高频基波信号进行解调获得所述地址数据， 将所述地址数据发送至所述第二处理器32； 所 述第二调制电路还用于将各所述传感器4检测的电压信号调制加载到高频基波信号上， 并 。

26、将调制后的高频基波信号通过两根电源1线发送至所述第一信号调制电路23； 所述第二处 理器32判断所述地址数据是否与自身的ID相等； 如果所述地址数据与自身的ID相等， 则获 取各所述传感器4检测的电压信号， 并将各所述传感器4检测的电压信号发送至所述第二调 制电路。 本实施例中， 所述第二电源电路31均为WRB2405S-3W， 所述第二处理器32为 STM32F103VET6， 所述第二信号调制电路33TCS081C。 0050 作为一种实施方式， 本发明所述传感器4包括： 依次设置的保护层41、 导电层42和 绝缘层43； 所述保护层41采用聚酰亚胺膜或者金属材料， 所述绝缘层43采用聚酰。

27、亚胺膜， 所 述导电层42采用银粉。 0051 本发明将地址数据或各传感器4检测的电压信号加载到高频基波信号上的过程称 为调制， 所述调制分为： 调幅(AM)和调频(FM)。 0052 调制信号为： U(t)Umcost； 其中， U(t)表示调制信号， Um表示第一电压幅 说明书 4/5 页 7 CN 112113999 A 7 度， t表示信号时间， 表示小写信号角频率。 0053 载波信号为： UC(t)Ucmcosct； 其中， UC(t)表示载波信号， Ucm表示调制信号最大 值， c表示大写信号角频率。 0054 调幅波的表示为： UAM(t)Umo(1+macost)cosct；。

28、 其中， UAM(t)表示调幅波， Umo表示信号振幅， ma表示调幅系数， t表示信号时间， 表示小写信号角频率， c表示大写 信号角频率。 0055调频波的表达式：其中， Ufm(t)表示调频 波， T表示积分上限， U表示调频波最大值， U(t)表示调制信号， c表示大写信号角频率， kf 表示积分系数， dt表示信号时间的微分。 0056 本发明TCS081C芯片采用半双工通信方式， 也就是说主机2既可以作为发送端， 也 可以作为接收端， 从机3既可以作为发送端， 也可以作为接收端。 0057 现有裂纹智能检测仪中的每个所述从机3和所述主机2采取点对点通信， 所以所述 主机2和每个所述。

29、从机3都要搭建专门的通信线路， 这样通信线路很多， 接点也很多， 所以故 障也很多， 进而线路也就很多， 重量很重。 本发明通过设置第一信号调制电路23和第二信号 调制电路33后， 数据加载调制后通过两根电源1线传送至主机2或从机3， 因此无需专门设置 通信线路， 减小了系统的体积、 重量和故障点， 因此增加了系统的稳定性。 0058 传统传感器4的导电层42采用铜质材料， 输出模拟量， 采用三线制与各从机3连接， 而本发明传感器4的导电层42采用银粉， 传感器4输出电压信号， 采用两线制与各从机3连 接， 减少了从机3与各传感器4之间的连线线， 进而减轻了检测仪的重量， 减少了故障。 另外，。

30、 本发明传输电压信号为数字信号， 相比于现有检测仪传输模拟量提高了信号传输的稳定 性。 0059 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述， 每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 0060 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想； 同时， 对于本领域的一般技术人员， 依据 本发明的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。 综上所述， 本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。 说明书 5/5 页 8 CN 112113999 A 8 图1 说明书附图 1/3 页 9 CN 112113999 A 9 图2 图3 说明书附图 2/3 页 10 CN 112113999 A 10 图4 说明书附图 3/3 页 11 CN 112113999 A 11 。