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原文传递一种基于导波的压力容器故障诊断仪

专利名称：	一种基于导波的压力容器故障诊断仪
摘要：	本实用新型公开了一种基于导波的压力容器故障诊断仪，属于电子技术领域，包括电源模块、主控制器、升压驱动电路、开关保险单元、12V电压选择单元、24V电压选择单元、传感器信号驱动单元、一级放大电路、滤波电路、二级放大电路和导波检测传感器，解决了兼容不同型号、不同频率的导波传感器，并通过开关保护使导波传感器在更换时不易损坏的技术问题，本实用新型可以兼容4种不同频率的导波传感器，可以适用高频脉冲和低频脉冲检测场合，本实用新型设有开关保护单元，在更换导波传感器需要人工拨打保护开关，极大的增加了安全系数，保护了导波传感器自身不会烧毁。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海数深智能科技有限公司
发明人：	池海龙;欧建丽
专利状态：	有效
申请日期：	2021-10-21T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-08T00:00:00+0800
申请号：	CN202122538105.0
公开号：	CN215985879U
代理机构：	南京佰腾智信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	黄杭飞
分类号：	G01N29/04;G01N29/22;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/22
申请人地址：	200000 上海市松江区莘砖公路518号5幢4层
主权项：	1.一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：包括电源模块、主控制器、升压驱动电路、开关保险单元、12V电压选择单元、24V电压选择单元、传感器信号驱动单元、一级放大电路、滤波电路、二级放大电路和导波检测传感器，传感器信号驱动单元包括4个驱动电路，导波检测传感器包括4个传感器，每一个传感器均包括发射部分和接收部分，每一个驱动电路的输出端连接一个传感器的发射部分，4个传感器的接收部分均与一级放大电路连接，4个驱动电路的输入端均连接升压驱动电路，升压驱动电路连接主控制器的一组IO口；开关保险单元的反馈端与主控制器的一组IO口连接、使能端连接主控制器的另一组IO口，开关保险单元的输出端分别连接12V电压选择单元和24V电压选择单元，12V电压选择单元和24V电压选择单元连接传感器信号驱动单元，并通过传感器信号驱动单元为导波检测传感器提供工作电压；一级放大电路还连接滤波电路，滤波电路连接二级放大电路，二级放大电路连接主控制器的一个AD接口；电源模块包括负3.3V稳压模块、3.3V稳压模块、5V稳压模块、24V稳压模块和12V稳压模块，3.3V稳压模块为开关保险单元、一级放大电路、滤波电路、二级放大电路和主控制器提供3.3V电源供电，5V稳压模块为传感器信号驱动单元提供5V电源供电，24V稳压模块为24V电压选择单元提供24V电源，12V稳压模块为12V电压选择单元提供12V电源，24V电源和12V电源均用于为导波检测传感器提供所述工作电压，负3.3V稳压模块为一级放大电路提供负3.3V电源。 2.如权利要求1所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述主控制器的型号为STM32F407ZGT6，所述3.3V稳压模块的型号为LM1117-3.3，所述5V稳压模块的型号为LM7805，所述12V稳压模块的型号为LM7812，所述24V稳压模块的型号为FD6-18S24A3N4型DC-DC模块电源，所述负3.3V稳压模块为电荷泵反转器MAX889。 3.如权利要求1所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：设定所述导波检测传感器中的4个传感器分别为第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器，所述传感器信号驱动单元包括光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D6、接口J1、接口J2、接口J3和接口J4，光耦U1的1脚和2脚通过电阻R1连接所述5V电源、8脚连接接口J1的1脚、6脚和7脚均通过电阻R2输出SPWM1驱动信号、5脚连接地线GND1，二极管D1的负极与光耦U1的7脚连接、正极与电阻R2用于输出SPWM1驱动信号的管脚连接，接口J1的2脚连接地线GND1，光耦U1的8脚还通过电容C1连接地线GND1，接口J1连接第一传感器的发射部分，用于为第一传感器的发射部分供电，SPWM1驱动信号用于为第一传感器的发射部分提供导波驱动信号；光耦U2的1脚和2脚通过电阻R3连接所述5V电源、8脚连接接口J2的1脚、6脚和7脚均通过电阻R5输出SPWM2驱动信号、5脚连接地线GND2，二极管D2的负极与光耦U2的7脚连接、正极与电阻R5用于输出SPWM2驱动信号的管脚连接，接口J2的2脚连接地线GND2，光耦U2的8脚还通过电容C2连接地线GND2，接口J2连接第二传感器的发射部分，用于为第二传感器的发射部分供电，SPWM2驱动信号用于为第二传感器的发射部分提供导波驱动信号；光耦U3的1脚和2脚通过电阻R4连接所述5V电源、8脚连接接口J3的1脚、6脚和7脚均通过电阻R6输出SPWM3驱动信号、5脚连接地线GND3，二极管D3的负极与光耦U3的7脚连接、正极与电阻R6用于输出SPWM3驱动信号的管脚连接，接口J3的2脚连接地线GND3，光耦U3的8脚还通过电容C3连接地线GND3，接口J3连接第三传感器的发射部分，用于为第三传感器的发射部分供电，SPWM3驱动信号用于为第三传感器的发射部分提供导波驱动信号；光耦U4的1脚和2脚通过电阻R7连接所述5V电源、8脚连接接口J4的1脚、6脚和7脚均通过电阻R8输出SPWM4驱动信号、5脚连接地线GND4，二极管D6的负极与光耦U4的7脚连接、正极与电阻R8用于输出SPWM4驱动信号的管脚连接，接口J4的2脚连接地线GND4，光耦U4的8脚还通过电容C4连接地线GND4，接口J4连接第四传感器的发射部分，用于为第四传感器的发射部分供电，SPWM4驱动信号用于为第四传感器的发射部分提供导波驱动信号。 4.如权利要求3所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述升压驱动电路包括场效应管Q9、场效应管Q10、场效应管Q11和场效应管Q12，场效应管Q9的S极、场效应管Q10的S极、场效应管Q11的S极和场效应管Q12的S极均与所述5V电源的地线连接，场效应管Q9的D极、场效应管Q10的D极、场效应管Q11的D极和场效应管Q12的D极分别与所述光耦U1的3脚、所述光耦U2的3脚、所述光耦U3的3脚和所述光耦U4的3脚连接，场效应管Q9的G极、场效应管Q10的G极、场效应管Q11的G极和场效应管Q12的G极分别连接所述主控制器上的不同的IO口。 5.如权利要求3所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述12V电压选择单元包括场效应管Q1、二极管D7、场效应管Q5、二极管D8、场效应管Q3、二极管D4、场效应管Q7和二极管D11，场效应管Q1的S极连接二极管D7的正极、D极连接所述12V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D7的负极输出VOUT1电压，VOUT1电压被连接到所述光耦U1的8脚；场效应管Q5的S极连接二极管D8的正极、D极连接所述12V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D8的负极输出VOUT2电压，VOUT2电压被连接到所述光耦U2的8脚；场效应管Q3的S极连接二极管D4的正极、D极连接所述12V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D4的负极输出VOUT3电压，VOUT3电压被连接到所述光耦U4的8脚；场效应管Q7的S极连接二极管D11的正极、D极连接所述12V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D11的负极输出VOUT4电压，VOUT4电压被连接到所述光耦U4的8脚； 24V电压选择单元包括场效应管Q2、二极管D9、场效应管Q6、二极管D10、场效应管Q4、二极管D5、场效应管Q8和二极管D12，场效应管Q2的S极连接二极管D9的正极、D极连接所述24V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D9的负极输出VOUT1电压，VOUT1电压被连接到所述光耦U1的8脚；场效应管Q6的S极连接二极管D10的正极、D极连接所述24V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D10的负极输出VOUT2电压，VOUT2电压被连接到所述光耦U2的8脚；场效应管Q4的S极连接二极管D5的正极、D极连接所述24V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D5的负极输出VOUT3电压，VOUT3电压被连接到所述光耦U4的8脚；场效应管Q8的S极连接二极管D12的正极、D极连接所述24V电源、G极连接所述开关保险单元的输出端，二极管D12的负极输出VOUT4电压，VOUT4电压被连接到所述光耦U4的8脚。 6.如权利要求5所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述开关保险单元包括双向开关SW1、电阻R9、与门U1A、与门U1B、双向开关SW3、电阻R11、与门U2A、与门U2B、双向开关SW2、电阻R10、与门U1D、与门U1C、双向开关SW4、电阻R12、与门U2C和与门U2D，双向开关SW1的1脚通过电阻R9连接所述3.3V电源、2脚连接与门U1A的2脚、3脚连接与门U1B的4脚，与门U1A的1脚连接所述主控制器的一个IO口、3脚输出TTL电平信号V1，TTL电平信号V1被连接到所述场效应管Q1的G极，与门U1B的5脚连接所述主控制器的一个IO口、6脚输出TTL电平信号V2，TTL电平信号V2被连接到所述场效应管Q2的G极，双向开关SW1的2脚和3脚还分别连接所述主控制器的两个IO口；双向开关SW2的1脚通过电阻R10连接所述3.3V电源、2脚连接与门U1D的13脚、3脚连接与门U1C的9脚，与门U1D的12脚连接所述主控制器的一个IO口、11脚输出TTL电平信号V5，TTL电平信号V5被连接到所述场效应管Q3的G极，与门U1C的10脚连接所述主控制器的一个IO口、8脚输出TTL电平信号V6，TTL电平信号V6被连接到所述场效应管Q4的G极，双向开关SW2的2脚和3脚还分别连接所述主控制器的两个IO口；双向开关SW3的1脚通过电阻R11连接所述3.3V电源、2脚连接与门U2B的5脚、3脚连接与门U2A的1脚，与门U2B的4脚连接所述主控制器的一个IO口、6脚输出TTL电平信号V3，TTL电平信号V3被连接到所述场效应管Q5的G极，与门U2A的2脚连接所述主控制器的一个IO口、3脚输出TTL电平信号V4，TTL电平信号V4被连接到所述场效应管Q6的G极，双向开关SW3的2脚和3脚还分别连接所述主控制器的两个IO口；双向开关SW4的1脚通过电阻R12连接所述3.3V电源、2脚连接与门U2C的10脚、3脚连接与门U2D的12脚，与门U2C的9脚连接所述主控制器的一个IO口、8脚输出TTL电平信号V7，TTL电平信号V7被连接到所述场效应管Q7的G极，与门U2D的13脚连接所述主控制器的一个IO口、11脚输出TTL电平信号V8，TTL电平信号V8被连接到所述场效应管Q8的G极，双向开关SW4的2脚和3脚还分别连接所述主控制器的两个IO口；所述开关保险单元的输出端由与门U1A的3脚、与门U1B的6脚、与门U1D的11脚、与门U1C的8脚、与门U2B的6脚、与门U2A的3脚、与门U2C的8脚和与门U2D的11脚构成。 7.如权利要求3所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述一级放大电路包括接口In1、电阻R40、电阻R40、电阻R42、电容C40、电阻R43、电容C41、放大器U30和电容C42，接口In1的2脚和1脚分别通过电阻R40和电阻R41连接放大器U30的2脚和3脚，放大器U30的3脚还通过电阻R42连接所述3.3V电源提供的地线，放大器U30的4脚连接负3.3V电源，电容C40为放大器U30的4脚上的滤波电容，放大器U30的7脚连接所述3.3V电源，电容C42为放大器U30的7脚上的滤波电容，放大器U30的6脚输出OUT1信号，OUT1信号被输入到所述滤波电路的输入端，电阻R43连接在放大器U30的2脚和6脚之间，电容C41与电阻R43并联；所述滤波电路为带通滤波器，带通滤波器的输出端输出滤波后的OUT3信号，OUT3信号被输入到所述二级放大电路的输入端；所述二级放大电路包括放大器U50、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R32、电阻R31、输出测试接口P1、电容C17和电容C16，放大器U50的1脚连接输出测试接口P1，放大器U50的1脚还连接所述主控制器的一个AD接口，放大器U50的2脚通过R32连接所述3.3V电源提供的地线、4脚连接负3.3V电源，3脚通过电阻R30连接所述OUT3信号，电阻R27的一端连接3.3V电源、另一端通过电阻R28连接所述3.3V电源提供的地线，电阻R27和电阻R28的连接节点通过电阻R29连接放大器U50的3脚，放大器U50的8脚连接3.3V电源，电容C17和电容C16分别为放大器U50的4脚和8脚的滤波电容。 8.如权利要求7所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述放大器U50的型号为LM358，所述放大器U30的型号为LM7171。 9.如权利要求7所述的一种基于导波的压力容器故障诊断仪，其特征在于：所述第一传感器的接收部分、第二传感器的接收部分、第三传感器的接收部分和第四传感器的接收部分均与接口In1连接。
所属类别：	实用新型