專利名稱：一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探傷儀，特別是一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀。
背景技術(shù)：
超聲波探傷儀是一種便攜式工業(yè)無損探傷儀器，它能夠快速、便捷、無損傷、精確地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、疏松、氣孔、夾雜等)的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過串/并口或者USB接口傳到計(jì)算機(jī)里?，F(xiàn)在電腦市場(chǎng)上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主。圖像傳感器是數(shù)字?jǐn)z像頭的核心部件，如 ⑶D (Charge Coupled Device，電荷耦合元件)是應(yīng)用在攝影攝像方面的高端技術(shù)元件。機(jī)器人采用攝像頭對(duì)鐵塔關(guān)鍵部位進(jìn)行拍照、錄像，根據(jù)圖片、視頻顯示信息判斷角鋼的斷裂、裂紋或者螺栓松動(dòng)等比較明顯的損傷。如果圖像模糊就無法判別，這對(duì)圖片、 視頻的質(zhì)量要求很高，同時(shí)，輸電鐵塔所處環(huán)境復(fù)雜，光線無法保證充足，所以必須使用采光效果很好的圖像傳感器。目前，市場(chǎng)上大多數(shù)探傷儀的檢測(cè)單元和控制顯示單元組合在一起，并未采用無線電波進(jìn)行信息傳輸，而是直接通過電路和數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸。然而輸電鐵塔高度少則幾十米，多則幾百米，采用數(shù)據(jù)線連接檢測(cè)單元和控制顯示單元十分不便，因此該機(jī)器人的探傷儀需要通過無線電波進(jìn)行信息傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，方便機(jī)器人同時(shí)攜帶兩種檢測(cè)設(shè)備到鐵塔上進(jìn)行檢測(cè)，提高工作效率，將超聲波探傷和數(shù)字?jǐn)z像頭檢測(cè)合為一體， 并且其控制顯示單元和檢測(cè)單元通過無線電波連接。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，包括探傷儀和與探傷儀連接的數(shù)字?jǐn)z像頭，探傷儀設(shè)有超聲波發(fā)射與接收模塊、波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、波信號(hào)處理模塊以及探頭；數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、圖像傳感器控制模塊、圖像處理模塊及光學(xué)鏡頭；探傷儀上設(shè)有無線電波發(fā)射與接收模塊，無線電波發(fā)射與接收模塊連接操作控制模塊，所述無線電波發(fā)射與接收模塊連接波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，終端顯示模塊連接波信號(hào)處理模塊和圖像處理模塊。所述操作控制模塊的控制芯片采用ARM920T單片機(jī)。所述圖像傳感器控制模塊采用CCD圖像傳感器。所述無線電波發(fā)射與接收模塊的天線采用差分天線。本實(shí)用新型一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀的有意效果如下1、天線采用差分天線，便于使用低成本的PCB天線。2、操作控制模塊的控制芯片采用ARM920T單片機(jī)，增加了高速緩存和內(nèi)存管理單元，具有極高的運(yùn)算能力和中斷相應(yīng)能力。滿足組合式探傷儀運(yùn)算量大、處理速度快、處理結(jié)果準(zhǔn)的要求。3、兩種檢測(cè)設(shè)備合為一體，機(jī)器人可以一次性完成多種檢測(cè)任務(wù)，檢測(cè)效率高，結(jié)果準(zhǔn)。4、本實(shí)用新型裝置攝像頭能為超聲波探傷起引導(dǎo)定位作用，使檢測(cè)定位更加準(zhǔn)確，同時(shí)也能觀察周圍環(huán)境，為機(jī)器人行走提供信息，方便行走；和傳統(tǒng)的探傷儀不同，其控制顯示系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)通過無線電波連接，方便機(jī)器人攜帶檢測(cè)裝置到百米高的鐵塔上進(jìn)行檢測(cè)，能不受空間距離的限制，且可推廣到移動(dòng)通信鐵塔、廣播電視鐵塔等塔式鋼結(jié)構(gòu)上進(jìn)行檢測(cè)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型裝置控制顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型裝置檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為實(shí)用新型裝置無線電波發(fā)射與接收模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，包括探傷儀和與探傷儀連接的數(shù)字?jǐn)z像頭，探傷儀設(shè)有超聲波發(fā)射與接收模塊、波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、波信號(hào)處理模塊以及探頭； 數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、圖像傳感器控制模塊、圖像處理模塊及光學(xué)鏡頭；探傷儀上設(shè)有無線電波發(fā)射與接收模塊，無線電波發(fā)射與接收模塊連接操作控制模塊，所述無線電波發(fā)射與接收模塊連接波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，終端顯示模塊連接波信號(hào)處理模塊和圖像處理模塊。操作控制模塊的控制芯片采用ARM920T單片機(jī)，圖像傳感器控制模塊采用CCD圖像傳感器，無線電波發(fā)射與接收模塊的天線采用差分天線。本實(shí)用新型的檢測(cè)單元通過超聲波和攝像頭對(duì)鐵塔進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)原理中多了一個(gè)無線電傳輸信息環(huán)節(jié)。無線電波發(fā)射與接收模塊采用NRF401與AT89S52連接組合作為無線收發(fā)芯片。實(shí)施步驟第一步根據(jù)檢測(cè)要求，設(shè)置好檢測(cè)參數(shù)，通過操作控制模塊將指令傳送給檢測(cè)設(shè)備。第二步控制指令通過無線電波發(fā)射與接收模塊處理，通過天線將控制顯示系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射出去。第三步檢測(cè)單元的天線接收到信號(hào)，通過無線電波發(fā)射與接收模塊處理，將信號(hào)還原。第四步控制信號(hào)通過波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為激勵(lì)信號(hào)，傳送給超聲波發(fā)射與接收模塊。第五步超聲波發(fā)射與接收模塊產(chǎn)生脈沖信號(hào)，使探頭向鐵塔角鋼發(fā)出超聲波。第六步超聲波通過角鋼的表面和內(nèi)、外部裂紋的表面反射，通過探頭接收并傳輸
4到超聲波發(fā)射與接收模塊。第七步超聲波發(fā)射與接收模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、修正、過濾等處理，并傳輸?shù)讲ㄐ盘?hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。第八步波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并傳輸?shù)綗o線電波發(fā)射與接收模塊。第九步無線電波發(fā)射與接收模塊對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，通過天線將信號(hào)發(fā)射出去。第十步控制顯示單元的天線接收到信號(hào)，通過無線電波發(fā)射與接收模塊處理，將信號(hào)還原。第十一步波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，波信號(hào)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、修正、過濾處理。第十二步檢測(cè)信號(hào)通過終端顯示模塊，為工作人員提供檢測(cè)信息，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判定該角鋼的安全性或者確定下一步如何操作，以完成檢測(cè)任務(wù)。天線對(duì)無線傳輸設(shè)備的性能有著很大的影響，ANTl和ANT2是NRF401的無線輸入、 輸出端。天線設(shè)計(jì)為差分天線以便于使用低成本的PCB天線。TXEN = 1時(shí)選擇發(fā)射模式；TXEN = 0時(shí)選擇接收模式。頻道的選擇CS = 0時(shí)選擇1頻道(f 1 = 433. 92 MHz)，CS = 1時(shí)選擇2頻道 (f 2 =434. 33 MHz)。數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、圖像傳感器控制模塊、圖像處理模塊及光學(xué) ^頭。實(shí)施步驟第一步采用CXD數(shù)字?jǐn)z像頭檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員設(shè)置相關(guān)參數(shù)，通過圖像傳感器控制模塊控制光學(xué)鏡頭的攝像工作，根據(jù)要求可拍攝黑白圖、彩色圖、局部放大圖等圖像。第二步光學(xué)鏡頭使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，把拍攝的外界光線轉(zhuǎn)變成電荷，并傳輸?shù)綀D像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。第三步通過圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所拍攝的圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過壓縮以后由探傷儀內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存。第四步把數(shù)據(jù)從閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡傳輸給圖像處理模塊，并根據(jù)檢測(cè)工作的各種處理手段和要求，修改并通過終端顯示模塊顯示圖像，以判斷被檢測(cè)物件的損傷情況。
權(quán)利要求1.一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，包括探傷儀和與探傷儀連接的數(shù)字?jǐn)z像頭， 探傷儀設(shè)有超聲波發(fā)射與接收模塊、波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、波信號(hào)處理模塊以及探頭；數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、圖像傳感器控制模塊、圖像處理模塊及光學(xué)鏡頭；其特征在于探傷儀上設(shè)有無線電波發(fā)射與接收模塊，無線電波發(fā)射與接收模塊連接操作控制模塊， 所述無線電波發(fā)射與接收模塊連接波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，終端顯示模塊連接波信號(hào)處理模塊和圖像處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，其特征在于操作控制模塊的控制芯片采用ARM920T單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，其特征在于圖像傳感器控制模塊采用CCD圖像傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，其特征在于無線電波發(fā)射與接收模塊的天線采用差分天線。
專利摘要一種超聲波、數(shù)字?jǐn)z像頭組合式探傷儀，包括探傷儀和與探傷儀連接的數(shù)字?jǐn)z像頭，探傷儀設(shè)有超聲波發(fā)射與接收模塊、波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、波信號(hào)處理模塊以及探頭；數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、圖像傳感器控制模塊、圖像處理模塊及光學(xué)鏡頭；探傷儀上設(shè)有無線電波發(fā)射與接收模塊，無線電波發(fā)射與接收模塊連接操作控制模塊，所述無線電波發(fā)射與接收模塊連接波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，終端顯示模塊連接波信號(hào)處理模塊和圖像處理模塊。本實(shí)用新型裝置其控制顯示系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)通過無線電波連接，方便機(jī)器人攜帶檢測(cè)裝置到百米高的鐵塔上進(jìn)行檢測(cè)，能不受空間距離的限制，且可應(yīng)用于移動(dòng)通信鐵塔、廣播電視鐵塔等塔式鋼構(gòu)上進(jìn)行檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK201974410SQ20112004923
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者代生麗, 張冰, 朱大林, 竇藝成, 陳勇 申請(qǐng)人:代生麗, 張冰, 朱大林, 竇藝成, 陳勇