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原文传递一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路

专利名称：	一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路
摘要：	本发明公开了一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，属于电磁应用和无损检测领域，其特征为：由前置放大电路、伺服电路、功率放大电路、磁化电路、信号采集电路、信号处理电路和电源电路组成；前置放大电路采用JRC5534芯片作为信号放大器，伺服电路采用了OP07伺服芯片，功率放大电路采用了LM3886功率放大芯片，磁化电路采用了铁锌锰氧体和漆包线，信号采集电路采用了SS94A1作为霍尔效应传感器，采用了TLC2252作为信号放大器，信号处理电路采用了STM32F103RCT6单片机，电源电路采用LM317和LM337芯片作为AC/DC降压模块；本电路通过将收集到的铁磁性材料表面的磁场信号与激励信号比较，能利用两路信号的相位差初步检测出被检试件的缺陷位置。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	中国计量大学
发明人：	沈常宇;刘泽旭;朱周洪
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810182149.4
公开号：	CN108205011A
分类号：	G01N27/83(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/83
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
主权项：	1.一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：由整流芯片（U1）、稳压芯片（U2）、负电源芯片（U3）、正电源芯片（U4）、功率放大芯片（U5）、伺服芯片（U6）、前置放大芯片（U7）、信号采集第一放大器（U8A）、信号采集第二放大器（U8B）、信号控制芯片（U9）、传感头（S1）、霍尔效应传感器（S2）、连接头（J1）、第一电容（R1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第九电容（C9）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）、第十二电容（C12）、第十三电容（C13）、第十四电容（C14）、第十五电容（C15）、第十六电容（C16）、第十七电容（C17）、第十八电容（C18）、第十九电容（C19）、第二十电容（C20）、第二十一电容（C21）、第二十二电容（C22）、第二十三电容（C23）、第二十四电容（C24）、第二十五电容（C25）、第二十六电容（C26）、第二十七电容（C27）、第二十八电容（C28）、第二十九电容（C29）、第三十电容（C30）、第三十一电容（C31）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）、第十六电阻（R16）、第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）、第十九电阻（R19）、第二十电阻（R20）、第二十一电阻（R21）、第二十二电阻（R22）、第二十三电阻（R23）、第二十四电阻（R24）、第二十五电阻（R25）、第二十六电阻（R26）、第二十七电阻（R27）、第二十八电阻（R27）、第一稳压二极管（D1），第一发光二极管（D2）、第二发光二极管（D3）、第一晶振（Y1）、第二晶振（Y2）和按键（K1）组成；整流芯片（U1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一稳压二极管（D1）、连接头（J1）共同组成整流电路，其中整流芯片（U1）采用D25XB80，整流芯片（U1）的第1引脚与第一电阻（R1）的一端相连，同时也与正电源芯片（U4）的第3引脚相连，第一电阻（R1）的另一端与稳压芯片（U2）的第1引脚相连，整流芯片（U2）的第2引脚与连接头（J1）的AC1端相连，同时也与第三电容（C3）的一端相连，整流芯片（U1）的第3引脚与第一电容（C1）的一端相连，同时也与连接头（J1）的AC2端相连，AC2端与第二电阻（R2）相连，第二电阻（R2）的另一端与第一稳压二极管（D1）的正极相连，第一稳压二极管（D1）的负极与第五电容（C5）的正极相连，第五电容（C5）的负极与地相连，第一电容（C1）的另一端与第二电容（C2）的一端相连，同时也与第三电容（C3）另一端相连，也和第四电容（C4）的一端相连，第四电容（C4）的另一端与第二电容（C2）的另一端相连，连接头（J1）的GND端与地相连，整流芯片（U1）的第4引脚与负电源芯片（U3）的第3引脚相连，同时与第五电阻（R5）的一端相连，第五电阻（R5）的另一端与功率放大芯片（U5）的第8引脚相连；稳压芯片（U2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第六电容（C6）、第一发光二极管（D2）和第二发光二极管（D3）共同组成稳压电路，其中稳压芯片（U2）采用MC7824，稳压芯片（U2）的第2引脚与地相连，稳压芯片（U2）的第3引脚与第三电阻（R3）的一端相连，同时也与第四电阻（R4）的一端相连，也与第六电容（C6）的正极相连，第六电容（C6）的另一端与地相连，第三电阻（R3）的另一端与第一发光二极管（D2）的正极相连，第一发光二极管（D2）的负极与地相连，第四电阻（R4）的另一端与第二发光二极管（D3）的正极相连，第二发光二极管（D3）的负极与地相连；负电源芯片（U3）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）共同组成负电源电路，其中负电源芯片（U3）采用LM337,负电源芯片（U3）的第1引脚与第六电阻（R6）的一端相连，同时与第七电阻（R7）的一端相连，并与第七电容（C7）的负极相连，第七电容（C7）的正极与地相连，第七电阻（R7）的另一端也与地相连，第六电阻（R6）的另一端与负电源芯片（U3）的第2引脚相连，负电源芯片（U3）的第2引脚分别与伺服芯片（U6）的第4引脚和前置放大芯片（U7）的第4引脚相连，同时与第十电容（C10）的负极相连，第十电容（C10）的正极与地相连，负电源芯片（U3）的第3引脚分别与第八电容（C8）的负极和功率放大芯片（U5）的第4引脚相连，第八电容（C8）的正极与地相连；正电源芯片（U4）、第九电容（C9）、第十一电容（C11）、第十三电容（C13）、第八电阻（R8）和第九电阻（R9）共同组成正电源电路，其中正电源芯片（U4）采用LM317，正电源芯片（U4）的第1引脚分别与第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十三电容（C13）的一端相连，第八电阻（R8）的另一端与第十三电容（C13）的另一端相连并与地相连，第九电阻（R9）的另一端与正电源芯片（U4）的第2引脚相连，正电源芯片（U4）的第2引脚与第九电容（C9）的正极相连，同时分别与伺服芯片（U6）的第7引脚和前置放大芯片（U7）的第7引脚相连，正电源芯片（U4）的第3引脚与第十一电容（C11）的正极相连，同时与功率放大芯片（U5）的第1引脚相连，第十一电容（C11）的负极与功率放大芯片（U5）的第5引脚相连；功率放大芯片（U5）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电容（C12）、第十四电容（C14）共同组成功率放大电路，功率放大芯片（U5）采用LM3886，使用其1、2、3、4、5、7、8、9、10、11引脚，功率放大芯片（U5）的第2引脚与第4引脚相连，功率放大芯片（U5）的第3引脚与传感头（S1）的一端相连，传感头（S1）的另一端与功率放大芯片（U5）的第7引脚相连并与地相连，传感头（S1）由铁氧锰锌体U型磁轭（1）和漆包线（2）组成，功率放大芯片（U5）的第9引脚分别与第十二电容（C12）和第十一电阻（R11）相连，第十二电容（C12）的另一端与第十电阻（R10）的一端相连，第十一电阻（R11）的另一端与第十电阻（R10）的另一端相连并与地相连，功率放大芯片（U5）的第10引脚与第十四电容（C14）相连，第十四电容（C14）的另一端与地相连；伺服芯片（U6）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）、第十六电阻（R16）、第十五电容（C15）、第十六电容（C16）共同组成伺服电路，伺服芯片（U6）采用OP07，使用其第2、3、4、6、7引脚，伺服芯片（U6）的第2引脚分别与第十四电阻（R14）和第十五电容（C15）相连，第十四电阻（R14）的另一端接地，第十五电容（C15）的另一端与伺服芯片（U6）的第6引脚相连，伺服芯片（U6）的第3引脚分别与第十五电阻（R15）和第十六电容（C16）的一端相连，第十五电阻（R15）的另一端与第十三电阻（R13）的一端相连并与功率放大芯片（U5）的第4引脚相连，第十三电阻（R13）的另一端与第十二电阻（R12）的一端相连，第十二电阻（R12）的另一端与伺服芯片（U6）的第6引脚相连，第十六电容（C16）的另一端与第十六电阻（R16）的一端相连，第十六电阻（R16）的另一端与第十七电容（C17）的一端相连，第十七电容（C17）的另一端与前置放大芯片（U7）的第6引脚相连；前置放大芯片（U7）、第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）、第十九电阻（R19）、第二十电阻（R20）和十八电容（C18）共同构成前置放大电路，前置放大芯片（U7）采用JRC5534，使用其第2、3、4、6、7引脚，前置放大芯片（U7）的第2引脚与第十八电阻（R18）的一端相连，第十八电阻（R18）的另一端与十八电容（C18）的一端相连并与地相连，十八电容（C18）的另一端分别与第十九电阻（R19）和第二十电阻（R20）的一端相连，第二十电阻（R20）的另一端与地相连，第十九电阻（R19）的另一端与前置放大芯片（U7）的第3引脚相连，前置放大芯片（U7）的第6引脚与第十七电阻（R17）的一端相连，第十七电阻（R17）的另一端与前置放大芯片（U7）的第2引脚相连；信号控制芯片（U9）、第十九电容（C19）、第二十电容（C20）、第二十一电容（C21）、第二十二电容（C22）、第二十三电容（C23）、第二十四电容（C24）、第二十五电容（C25）、第二十六电容（C26）、第二十七电容（C27）、第二十八电容（C28）、第二十九电容（C29）、第二十一电阻（R21）、第二十二电阻（R22）、第二十三电阻（R23）、第一晶振（Y1）、第二晶振（Y2）和按键（K1）共同组成信号控制电路，信号控制芯片（U9）采用STM32F103RCT6，使用其第1、4、5、6、7、12、13、18、19、20、24、28、31、32、47、48、63、64引脚，信号控制芯片（U9）的第1引脚与VCC相连，信号控制芯片（U9）的第4引脚分别与第二晶振（Y2）和第二十六电容（C26）的一端相连，第二晶振（Y2）的另一端与第二十五电容（C25）的一端相连，第二十六电容（C26）的另一端与第二十五电容（C25）的另一端相连并一起跟地相连，信号控制芯片（U9）的第5引脚分别与第二十二电阻（R22）和第一晶振（Y1）的一端相连，同时与第二十二电容（C22）的一端相连，第二十二电阻（R22）和第一晶振（Y1）的另一端连在一起并与信号控制芯片（U9）的第6引脚相连，第二十二电容（C22）的另一端与第二十三电容（C23）的一端相连，同时与地相连，第二十三电容（C23）的另一端与信号控制芯片（U9）的第6引脚相连，信号控制芯片（U9）的第7引脚分别与第二十三电阻（R23）相连和第二十四电容（C24）的一端相连，同时与按键（K1）的一端相连，第二十四电容（C24）的另一端与按键（K1）的另一端相连并与地相连，信号控制芯片（U9）的第12引脚与地相连，信号控制芯片（U9）的第13引脚分别与第二十电容（C20）和第二十一电容（C21）的一端相连，第二十电容（C20）和第二十一电容（C21）的另一端连在一起与地相连，第二十一电阻（R21）的一端与VCC相连，第二十一电阻（R21）的另一端与信号控制芯片（U9）的第13引脚相连，信号控制芯片（U9）的第18、28、31、47、60、63引脚相连并与地相连，信号控制芯片（U9）的第19引脚分别与第十九电容（C19）的一端和VCC相连，第十九电容（C19）的另一端与地相连，信号控制芯片（U9）的第19引脚与信号采集第二放大器（U8B）的第7引脚相连，信号控制芯片（U9）的第32引脚分别与第二十九电容（C29）的一端和VCC相连，第二十九电容（C29）的另一端与地相连，信号控制芯片（U9）的第48引脚分别与第二十八电容（C28）的一端和VCC相连，第二十八电容（C28）的另一端与地相连，信号控制芯片（U9）的第64引脚分别与第二十七电容（C27）的一端和VCC相连，第二十七电容（C27）的另一端与地相连；信号采集第一放大器（U8A）、信号采集第二放大器（U8B）、霍尔效应传感器（S2）、第二十四电阻（R24）、第二十五电阻（R25）、第二十六电阻（R26）、第二十七电阻（R27）、第二十八电阻（R28）、第三十电容（C30）、第三十一电容（C31）共同组成信号采集电路，信号采集第一放大器（U8A）、信号采集第二放大器（U8B）都采用TLC2252芯片作为信号放大器，霍尔效应传感器（S2）采用SS94A1，其第1引脚接+5V，第3引脚接地，并且霍尔效应传感器（S2）放置在传感头（S1）的正下方，霍尔效应传感器（S2）的第2引脚与第三十一电容（C31）的一端相连，第三十一电容（C31）的另一端分别与第二十八电阻（R28）的一端和信号采集第一放大器（U8A）的第3引脚连接，第二十八电阻（R28）的另一端与地相连，信号采集第一放大器（U8A）的第2引脚分别与第二十六电阻（R26）、第二十七电阻（R27）、第三十电容（C30）的一端相连，第三十电容（C30）的另一端和第二十六电阻（R26）的另一端相连并与信号采集第一放大器（U8A）的第1引脚相连，第二十七电阻（R27）的另一端与地相连，信号采集第一放大器（U8A）的第1引脚与信号采集第二放大器（U8B）的第5引脚相连，信号采集第二放大器（U8B）的第6引脚分别与第二十四电阻（R24）和第二十五电阻（R25）的一端相连，第二十五电阻（R25）的另一端与地相连，第二十四电阻（R24）的另一端分别与信号采集第二放大器（U8B）的第7引脚和信号控制芯片（U9）的第24引脚相连，第一放大器（U8A）的第4引脚与地相连，第一放大器（U8A）的第8引脚与+5V相连。
所属类别：	发明专利