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原文传递一种基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置

专利名称：	一种基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置
摘要：	基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：包括MCU(1)、激励单元(2)、涡流传感器单元(3)、信号处理单元(4)、执行单元(5)和电源单元(6)，所述MCU(1)通过接口分别控制激励单元(2)、信号处理单元(4)、执行单元(5)，所述激励单元(2)通过端口控制涡流传感器单元(3)，所述电源单元为整个检测装置供电。本发明能够大幅提高现有装置的精确度、可靠性，实现多种类缺陷在线检测，减少人工误差和装置因素带给人体的伤害。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	徐佳文;严加强;王瀚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910530165.2
公开号：	CN110187005A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	杜静静
分类号：	G01N27/90(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
主权项：	1.一种基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：包括MCU(1)、激励单元(2)、涡流传感器单元(3)、信号处理单元(4)、执行单元(5)和电源单元(6)，所述MCU(1)通过接口分别控制激励单元(2)、信号处理单元(4)、执行单元(5)，所述激励单元(2)通过端口控制涡流传感器单元(3)，所述电源单元为整个检测装置供电。 2.根据权利要求1所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述MCU(1)包括芯片U5、复位电路(1.1)、时钟电路(1.3)、调试电路(1.2)、模式电路(1.4)、工作状态电路(1.5)，所述复位电路用于芯片上电初始复位以及出现程序问题时的复位；时钟电路提供芯片工作需要的时钟信号；调试电路用于芯片的程序烧写和调试；模式电路用于选择不同的启动方式；工作状态电路用于显示MCU供电情况和芯片工作情况。 3.根据权利要求2所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述激励单元(2)包括有源晶振电路(2.1)、AD9832电路(2.2)、激励源(2.3)以及第一串行端口2.4，激励单元2通过第一串行端口2.4与MCU1通信，经过运算输出激励源2.3，激励源2.3通过AOUT+和AOUT-两个端口输出高频信号以驱动涡流传感器单元3，所述有源晶振电路选用25MHz有源晶振，以作为芯片AD9832的参考时钟；AD9832电路以AD9832芯片为主要构成部分，该芯片易于实现FSK和PSK等各种数字调制功能，通过第一串行端口与MCU的进行通信，方便程序调控输出不同频率的输出信号。 4.根据权利要求3所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述涡流传感器单元包括电桥电路和差动涡流传感器，所述差动涡流传感器由金属丝绕制形成，通过支架进行固定。所述差动涡流传感器用于钢丝帘间距相对于标准值的差异的检测，在激励源信号的激励下，获取高频的响应数据；所述的电桥电路以激励源作为供桥电源，其中双涡流传感器3.2包括第一涡流传感器3.2a和第二涡流传感器3.2b，双涡流传感器3.2之间的可调距离d通过支架进行调整，可调距离d根据实际标准钢丝帘间距来确定，可利用螺旋测微仪等精密测量仪器实现0.1mm级别的高精度定位。 5.根据权利要求4所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述电桥电路包括R12和R13定值精密电阻和R26和R27高精度可调电阻，电阻相互串联，并与相互串联的涡流线圈探头形成在组成并联电桥电路，通过调节R26和R27的阻值，使电桥电路在初始时处于电桥平衡状态。 6.根据权利要求5所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于，所述信号处理单元：包括滤波放大模块和AD转换模块，所述滤波放大模块对涡流传感器单元输出的电压信号进行滤波放大处理；所述AD转换模块用于将处理好的电压信号转换为MCU可识别的数字量；所述滤波放大模块由滤波电路和信号放大电路组成，所述滤波电路用于隔离涡流传感器单元输出的电压信号中低频干扰，同时对高频信号进行滤波处理，所述的信号放大电路以芯片为主要构成单元，通过调节电阻R11来实现不同的增益比，对滤波信号进行相应的放大处理；所述AD转换模块与MCU的接口通信，对单片机输出对应的数字化的信号。 7.根据权利要求6所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述执行单元：包括电机模块、警报模块和显示模块，所述电机模块根据MCU检测到钢丝帘间距缺陷的情况下做出不同的动作；所述警报模块在MCU检测到钢丝帘间距缺陷时发出警报声，用以提醒工作人员；所述显示模块用于显示当前装置检测钢丝帘的工作情况；所述电机模块包括第一三极管放大电路和继电器驱动电路，所述第一三极管放大电路由三极管和电阻组成，为继电器驱动电路提供0～3.3V控制信号；所述继电器驱动电路由继电器、续流二极管组成；所述警报模块包括第二三极管放大电路，所述第二三极管放大电路由三极管和电阻组成，为有源蜂鸣器提供驱动电流；所述显示模块由OLED显示屏构成，用于显示当前检测过的总轮胎数量以及钢丝帘间距合格和不合格的数量。 8.根据权利要求7所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述电源单元包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块为控制单元和执行单元提供5V和3.3V的供电电压，所述第二电源模块为激励单元、涡流传感器单元和信号处理单元提供5V、2.5V、3.3V和VREF的基准电压。 9.根据权利要求8所述的基于涡流效应的轮胎钢丝帘缺陷检测装置，其特征在于：所述第一电源模块包括USB电路和第一3.3V转换电路，USB电路的USB接口用于输入外部的5V电压，通过第一3.3V转换电路输出稳定的3.3V电压；所述第二电源模块包括5V转换电路、第二3.3V转换电路、2.5V转换电路以及基准电压转换电路，5V转换电路用于将外部的9V～12V之间的电池电压输入转换为5V输入；第二3.3V转换电路用于将5V电压转换为3.3V电压；2.5V转换电路用于将5V电压转换为2.5V电压，作为基准电压转换电路的输入电压；基准电压转换电路用于将2.5V电压转换为VREF的基准电压，作为基准电压提供给芯片ADS1255和芯片INA128。
所属类别：	发明专利