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原文传递无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器及系统

专利名称：	无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器及系统
摘要：	本申请公开了无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器及系统，TOFD监测传感器包括TOFD发射传感器和TOFD接收传感器两部分，TOFD发射传感器集成了单片机、RS485数据传输电路、驱动电路、超声发射电路、A/D电路及由晶片、楔块组成的超声发射探头，TOFD接收传感器集成超声放大电路及由晶片、楔块组成的超声接收探头，实现了埋藏缺陷位置及高度监测TOFD仪器的传感器化。TOFD监测传感器系统采用RS485总线设计，可将设备的缺陷信息传送到控制室PC机达到远距离监测的目的，同时也可搭配专用的4G无线模块，把设备的缺陷信息传送到世界各地，供设备使用管理、检验检测、材料专家对设备的安全状态进行判别。
专利类型：	发明专利
申请人：	机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司;北京松杰声讯科技有限公司
发明人：	费学智;毛学强;张金伟;刘绍东;郑雪松;王强;郭长瑞;席鹏;张玉福;宋文明;侍吉清
专利状态：	有效
申请日期：	2022-07-22T00:00:00+0800
发布日期：	2022-11-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202210873031.2
公开号：	CN115389615A
代理机构：	上海海钧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	许兰;姜波
分类号：	G01N29/04;G01N29/22;G01N29/24;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/22;G01N29/24
申请人地址：	201517 上海市金山区吕巷镇干巷荣昌路505号5幢;
主权项：	1.无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，包括：分体设计的TOFD发射传感器和TOFD接收传感器；所述TOFD发射传感器，包括：第一外壳，以及设置于第一外壳内的单片机、RS485数据传输电路、驱动电路、超声发射电路、A/D电路、由第一晶片和第一楔块组成的超声发射探头，所述单片机分别与所述驱动电路、A/D电路和RS485数据传输电路连接，所述驱动电路通过超声发射电路与超声发射探头的第一晶片连接；所述TOFD接收传感器，包括：第二外壳，以及设置于第二外壳内的放大电路、由第二晶片和第二楔块组成的超声接收探头，所述放大电路与超声接收探头的第二晶片连接；所述TOFD发射传感器的单片机定时发送脉冲信号，通过驱动电路控制超声发射电路发射超声波信号，所述TOFD接收传感器将接收到的超声波信号转换为电信号，经放大电路放大后通过收发连接线发送至TOFD发射传感器的A/D电路，所述TOFD发射传感器的单片机将A/D电路传输的信号处理后通过RS485数据传输电路与监测端PC机进行有线通信，或与RS485转4G通信模块连接，以与远程服务器进行无线通信。 2.根据权利要求1所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述第一外壳包括顶部开口、底部开口的第一圆柱形外壳，以及密封其顶部开口的第一探头壳盖，所述第一圆柱形外壳上设有供所述收发连接线穿过的第一穿线孔、以及供RS485通信线穿过的第二孔穿线；所述第一楔块的一端呈圆柱形共轴设于所述第一圆柱形外壳的底部，且封堵所述第一圆柱形外壳的底部开口，所述第一楔块的另一端呈楔形、且外露于所述第一圆柱形外壳，所述第一楔块呈圆柱形的一端设有第一斜向口，用于盛放第一晶片；所述第二外壳包括顶部开口、底部开口的第二圆柱形外壳，以及密封其顶部开口的第二探头壳盖，所述第二圆柱形外壳上设有供所述收发连接线穿过的第三穿线孔；所述第二楔块的一端呈圆柱形共轴设于所述第二圆柱形外壳的底部，且封堵所述第二圆柱形外壳的底部开口，所述第二楔块的另一端呈楔形、且外露于所述第二圆柱形外壳，所述第二楔块呈圆柱形的一端设有第二斜向口，用于盛放第二晶片；其中，所述第一楔块的楔面与所述第二楔块的楔面相对设置。 3.根据权利要求2所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述第一圆柱形外壳、第二圆柱形外壳均为金属外壳，金属外壳的最小厚度为1mm。 4.根据权利要求2所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述第一圆柱形外壳的内壁、第一探头壳盖的下表面和所述第一楔块的上表面所围成的内部空腔浇封有封胶材料；所述第二圆柱形外壳的内壁、第二探头壳盖的下表面和所述第二楔块的上表面所围成的内部空腔浇封有封胶材料。 5.根据权利要求2所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述单片机、RS485数据传输电路、驱动电路、超声发射电路、A/D电路集成于第一电路板上，所述第一电路板为圆形电路板，其侧边缘均匀分布有多个第一卡位凸起，所述第一卡位凸起沿水平方向延伸并凸出于圆形电路板，所述第一卡位凸起卡接于所述第一圆柱形外壳的内壁，相邻两个第一卡位凸起之间的弧形间隙为浇封材料的流通槽；所述放大电路集成于第二电路板上，所述第二电路板为圆形电路板，其侧边缘均匀分布有多个第二卡位凸起，所述第二卡位凸起沿水平方向延伸并凸出于圆形电路板，所述第二卡位凸起卡接于所述第二圆柱形外壳的内壁，相邻两个第二卡位凸起之间的弧形间隙为浇封材料的流通槽。 6.根据权利要求1所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述第一楔块、第二楔块采用高透声聚苯乙烯、有机玻璃、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、有机荧光玻璃中的任意一种材料制成，外涂导静电涂层。 7.根据权利要求1所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述TOFD发射传感器的A/D电路采用的50MHz的高频数字AD器件。 8.根据权利要求1所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述TOFD发射传感器包括第一防爆电路，所述第一防爆电路设置于所述TOFD发射传感器的供电端；所述TOFD接收传感器包括第二防爆电路，所述第二防爆电路设置于所述TOFD接收传感器的供电端；所述第一防爆电路、所述第二防爆电路均包括串联的温度保险丝和二极管，用于超大电流及过高温度时自动断电。 9.根据权利要求1所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器，其特征在于，所述第一外壳、第二外壳上均设有接地端子，所述无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器通过所述接地端子接地或是与被监测设备等电位连接。 10.无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器系统，其特征在于，包括：如权利要求1～9任一项所述的无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器；监测端，所述监测端用于实时获取单片机发送的相关运行数据，以及向所述单片机发送控制指令；其中，所述监测端包括远程服务器，所述远程服务器配置有监测软件，所述无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器通过RS485转4G通信模块与所述远程服务器通过无线通信连接，形成无线监测方式；或者所述监测端包括PC机，所述PC机通过RS485信号线与所述无线/有线实时缺陷状态TOFD监测传感器直接连接，形成有线监测方式。