專利名稱：一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種非破壞檢測傳感器，尤其是一種基于無線網(wǎng)絡技術與集成技術的集多種檢測功能與一體(例如渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭等)的便攜式的集成非破壞檢測傳感器。
背景技術：
針對日益復雜的檢測對象，層出不窮的新型材料、構件的涌現(xiàn)，僅靠單一的檢測技術已很難全面、準確地判定缺陷程度或做出壽命評估。為了提高檢測性能，也常采用多種方法交叉復合檢測，如超聲與渦流、渦流與視頻，又如渦流磁記憶等組合。多種非破壞檢測方法的信息融合技術(集成技術)在應用中取得了很好的效果，已得到業(yè)界的廣泛公認。利用各種檢測方法之間的互補性，融合多種檢測方法，對被檢材料采用多種檢測手段，可以提高檢測結果的置信度、節(jié)省檢測時間、降低檢測成本，實現(xiàn)對被檢工件的全面綜合檢測。隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展，如FPGA、ARM和DSP等集成電子器件大量應用，使得研制和開發(fā)全新的非破壞檢測集成技術產(chǎn)品成為可能。雖然不同檢測方法的檢測原理不同，信號提取與處理的方法也不同，但作為電子儀器來說，各種檢測儀器又都具有一些共性，比如在信號發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、信號放大、信號顯示以及數(shù)據(jù)存儲和記錄等硬件電路方面以及部分處理軟件是相似甚至相同的。因此可以把這些共同部分組成開放式的數(shù)字信息處理平臺，再加上各自獨立的信號產(chǎn)生、接收與處理的部分，即可實現(xiàn)非破壞檢測技術的集成。目前，基于集成檢測技術的多功能集成檢測儀器已經(jīng)開發(fā)成功，并逐步投入到實際檢測應用工作中，得到了良好的檢測效果。非破壞檢測傳感器用于采集被檢工件缺陷信號，將信號傳輸給非破壞檢測儀器進行處理分析，它是非破壞檢測系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。目前，大多數(shù)非破壞檢測傳感器只有單一的檢測功能，在對某一特定被檢件實施多方法檢測，以期達到完整評價該被檢件質量時，需要攜帶多種非破壞檢測傳感器，拆裝接線與檢測實施較為復雜。近幾年，出現(xiàn)少數(shù)集成非破壞檢測傳感器，集成了 2到3中檢測方法，但多為簡單集成組裝，集成化程度不高，且體積較大，只能用于較大工件的非破壞檢測工作，攜帶不便，而且必須通過線纜連接非破壞檢測儀器，儀器激勵非破壞檢測傳感器后才能進行檢測工作，限制了非破壞檢測傳感器的檢測應用范圍與靈活性。
發(fā)明內(nèi)容將多種非破壞檢測探頭高度集成在一個傳感器中，同時集成信號激勵源與供電裝置，更為重要的是集成添加無線網(wǎng)絡模塊，使得傳感器可以通過無線方式與檢測儀器或檢測終端建立連接，傳輸檢測信號，傳感器具有了高度靈活性和更為廣泛的檢測應用范圍，可對工件實施高效、全面、綜合的非破壞檢測與評價工作。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，包括微處理器、信號發(fā)生模塊、A/D轉換模塊、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、顯示屏、報警輸出控制模塊、內(nèi)置充電電池、內(nèi)置充電器、渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭、渦流探頭開關、渦流磁記憶組合探頭開關、磁記憶探頭開關、視頻探頭開關、渦流-超聲探頭開關、超聲探頭開關、陣列渦流探頭開關、超聲相控陣探頭開關、電源開關、渦流信號指示燈、渦流磁記憶組合信號指示燈、磁記憶信號指示燈、視頻信號指示燈、渦流-超聲信號指示燈、超聲信號指示燈、陣列渦流信號指示燈、超聲相控陣信號指示燈、電源指示燈、無線網(wǎng)絡信號指示燈、報警信號指示燈、報警信號揚聲器、外殼。傳感器可由內(nèi)置充電電池供電，也可通過外部電源適配器由外接交流電源供電，內(nèi)置充電器通過外部電源適配器連接外部電源后為充電電池充電。信號發(fā)生模塊用于激勵檢測探頭，檢測探頭采集的缺陷信號經(jīng)A/D轉換模塊轉換為數(shù)字信號，通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊無線傳輸至非破壞檢測儀器。所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭分布在傳感器的多個檢測面上。所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭共用同一個微處理器、A/D轉換模塊、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、顯示屏、報警輸出控制模塊，需要激勵源的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭共用一個信號發(fā)生模塊，無需激勵的磁記憶探頭、視頻探頭、溫度探頭、濕度探頭不連接信號發(fā)生模塊。所述渦流磁記憶組合探頭，是指渦流探頭與磁記憶探頭組合分布在傳感器的同一掃查面，組成一個工作探頭，同時拾取被檢鐵磁性工件同一位置處的缺陷與應力集中信息。所述渦流-超聲探頭可在被檢金屬工件中激發(fā)和接收渦流與超聲波信號，可同時檢測工件表面、近表面與內(nèi)部缺陷，所述渦流-超聲探頭中嵌入永久磁鐵，用以產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場，所述渦流-超聲探頭的工作方式為，在穩(wěn)恒磁場中用高頻電磁激勵金屬工件，金屬工件表面與近表面產(chǎn)生渦流，渦流與外加穩(wěn)恒磁場相互作用，金屬工件中的帶電質點在磁場中流動時受到垂直于磁場方向和質點運動方向的洛侖茲力的作用而發(fā)生位移，使渦流進入的工件表面與近表面體積元發(fā)生振動，從而激發(fā)出與渦流頻率相同的超聲波，產(chǎn)生的渦流用于檢測工件表面與近表面缺陷，產(chǎn)生的超聲波傳播至工件內(nèi)部，用于檢測工件內(nèi)部缺陷，渦流超聲組合探頭與工件之間無需耦合劑，可實現(xiàn)非接觸檢測。所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭，可以是單通道檢測探頭，也可以是多通道檢測探頭。所述顯示屏用于顯示傳感器工作狀態(tài)信息、無線網(wǎng)絡連接信息、非破壞檢測儀器反饋的缺陷信息、環(huán)境溫度信息、環(huán)境濕度信息。所述的內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊可以同時傳輸多種檢測信號。所述外殼的形狀，可以根據(jù)被檢工件形狀要求設計制作，以適應相應檢測工作。檢測中根據(jù)檢測要求，按下相應選擇開關，激活相應檢測探頭。以渦流檢測為例，在檢測金屬工件表面缺陷時，需要使用渦流檢測方法，此時首先打開非破壞檢測儀器，按下傳感器電源開關，傳感器將通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊在無線局域網(wǎng)中自動搜索檢測儀器，并與其建立連接，連接成功后傳感器上的無線網(wǎng)絡信號指示燈將點亮；而后按下渦流探頭開關，渦流信號指示燈變亮，渦流檢測探頭激活處于待機狀態(tài)；將傳感器上的渦流探頭面置于工件表面上，即可開始正常渦流檢測。渦流探頭拾取的工件缺陷信號通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊傳輸至非破壞檢測儀器進行處理、顯示、報警，缺陷信息與報警信號通過無線網(wǎng)絡反饋至傳感器，通過傳感器中的顯示屏顯示缺陷信息，通過傳感器中的報警輸出控制模塊、報警信號指示燈、報警信號揚聲器輸出報警信號。本實用新型的有益效果是，一種基于網(wǎng)無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，傳感器通過無線網(wǎng)絡與檢測儀器或檢測終端建立連接，傳輸檢測信號，傳感器具有高度的靈活性和更為廣泛的檢測應用范圍。傳感器將多種檢測方法集于一體，以最少的硬件，達到最全面的檢測效果，進一步的，在不久的將來，可應用于基于云計算技術和檢測集成技術的非破壞云檢測工作。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖I實施例一一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器的結構原理示意圖。圖2實施例一一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器的俯視示意圖。圖3實施例一一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器的三維結構示意圖。圖4實施例一一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器工作示意圖。圖中，I微處理器、2信號發(fā)生模塊、3 A/D轉換模塊、4內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、5顯示屏、6報警輸出控制模塊、7內(nèi)置充電電池、8內(nèi)置充電器、10渦流探頭、11渦流磁記憶組合探頭、12磁記憶探頭、13視頻探頭、14渦流-超聲探頭、15超聲探頭、16陣列渦流探頭、17超聲相控陣探頭、18溫度探頭、19濕度探頭、20非破壞檢測儀器、21無線網(wǎng)絡、22金屬工件、70渦流探頭開關、71渦流磁記憶組合探頭開關、72磁記憶探頭開關、73視頻探頭開關、74渦流-超聲探頭開關、75超聲探頭開關、76陣列渦流探頭開關、77超聲相控陣探頭開關、78電源開關、80渦流信號指示燈、81渦流磁記憶組合信號指示燈、82磁記憶信號指示燈、83視頻信號指示燈、84渦流-超聲信號指示燈、85超聲信號指示燈、86陣列渦流信號指示燈、87超聲相控陣信號指示燈、88電源指示燈、89無線網(wǎng)絡信號指示燈、90報警信號指示燈、91報警信號揚聲器。
具體實施方式
實施例，參見圖I至圖3所示，本專利的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是包括微處理器(I)、信號發(fā)生模塊(2)、A/D轉換模塊(3)、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)、顯示屏(5)、報警輸出控制模塊(6)、內(nèi)置充電電池(7)、內(nèi)置充電器(8)、渦流探頭(10)、渦流磁記憶組合探頭(11)、磁記憶探頭(12)、視頻探頭(13)、渦流-超聲探頭(14)、超聲探頭(15)、陣列渦流探頭(16)、超聲相控陣探頭(17)、溫度探頭(18)、濕度探頭(19)、渦流探頭開關(70)、渦流磁記憶組合探頭開關(71)、磁記憶探頭開關(72)、視頻探頭開關(73)、渦流-超聲探頭開關(74)、超聲探頭開關(75)、陣列渦流探頭開關(76)、超聲相控陣探頭開關(77)、電源開關(78)、渦流信號指示燈(80)、渦流磁記憶組合信號指示燈(81)、磁記憶信號指示燈(82)、視頻信號指示燈(83)、渦流-超聲信號指示燈(84)、超聲信號指示燈(85)、陣列渦流信號指示燈(86)、超聲相控陣信號指示燈(87)、電源指示燈(88)、無線網(wǎng)絡信號指示燈(89)、報警信號指示燈(90)、報警信號揚聲器(91)、外殼。傳感器可由內(nèi)置充電電池(7)供電，也可通過外部電源適配器由外接交流電源供電，內(nèi)置充電器(8)通過外部電源適配器連接外部電源后為充電電池(7)充電。信號發(fā)生模塊(2)用于激勵檢測探頭，檢測探頭采集的缺陷信號經(jīng)A/D轉換模塊轉換(3)為數(shù)字信號，通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)無線傳輸至非破壞檢測儀器。所述的渦流探頭(10)、渦流磁記憶組合探頭(11)、磁記憶探頭(12)、視頻探頭(13)、渦流-超聲探頭(14)、超聲探頭(15)、陣列渦流探頭(16)、超聲相控陣探頭(17)、溫度探頭(18)、濕度探頭(19)分布在傳感器的多個檢測面上。所述的渦流探頭(10)、渦流磁記憶組合探頭(11)、磁記憶探頭(12)、視頻探頭(13)、渦流-超聲探頭(14)、超聲探頭(15)、陣列渦流探頭(16)、超聲相控陣探頭(17)、溫度探頭(18)、濕度探頭(19)共用同一個微處理器(I)、A/D轉換模塊(3)、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)、顯示屏(5)、報警輸出控制模塊(6)，需要激勵源的渦流探頭(10)、渦流磁記憶組合探頭(11)、渦流-超聲探頭(14)、超聲探頭(15)、陣列渦流探頭(16)、超聲相控陣探頭(17)共用一個信號發(fā)生模塊(3)，無需激勵的磁記憶探頭(12)、視頻探頭(13)、溫度探頭(18)、濕度探頭(19)不連接信號發(fā)生模塊(3)。所述渦流磁記憶組合探頭(11)，是指渦流探頭
(10)與磁記憶探頭(12)組合分布在傳感器的同一掃查面，組成一個工作探頭，同時拾取被檢鐵磁性工件同一位置處的缺陷與應力集中信息。所述渦流-超聲探頭(14)可在被檢金屬工件中激發(fā)和接收渦流與超聲波信號，可同時檢測工件表面、近表面與內(nèi)部缺陷，所述渦流-超聲探頭中(14)嵌入永久磁鐵，用以產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場，所述渦流-超聲探頭(14)的工作方式為，在穩(wěn)恒磁場中用高頻電磁激勵金屬工件，金屬工件表面與近表面產(chǎn)生渦流，渦流與外加穩(wěn)恒磁場相互作用，金屬工件中的帶電質點在磁場中流動時受到垂直于磁場方向和質點運動方向的洛侖茲力的作用而發(fā)生位移，使渦流進入的工件表面與近表面體積元發(fā)生振動，從而激發(fā)出與渦流頻率相同的超聲波，產(chǎn)生的渦流用于檢測工件表面與近表面缺陷，產(chǎn)生的超聲波傳播至工件內(nèi)部，用于檢測工件內(nèi)部缺陷，渦流超聲組合探頭與工件之間無需耦合劑，可實現(xiàn)非接觸檢測。所述的渦流探頭(10)、渦流磁記憶組合探頭(11)、磁記憶探頭
(12)、渦流-超聲探頭(13)、超聲探頭(14)，可以是單通道檢測探頭，也可以是多通道檢測探頭。所述顯示屏(5 )用于顯示傳感器工作狀態(tài)信息、無線網(wǎng)絡連接信息、非破壞檢測儀器反饋的缺陷信息、環(huán)境溫度信息、環(huán)境濕度信息。所述的內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)可以同時傳輸多種檢測信號。所述外殼的形狀，可以根據(jù)被檢工件形狀要求設計制作，以適應相應檢測工作。圖4為檢測實施過程示意圖，檢測中根據(jù)檢測要求，按下相應選擇開關，激活相應檢測探頭。以渦流檢測為例，在檢測金屬工件(22)表面缺陷時，需要使用渦流檢測方法，此時首先打開非破壞檢測儀器(20)，按下傳感器電源開關(78)，傳感器將通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)在無線網(wǎng)絡(21)中與非破壞檢測儀器(20)建立連接，連接成功后傳感器上的無線網(wǎng)絡信號指示燈(89)將點亮；而后按下渦流探頭開關(70)，渦流信號指示燈(80)變亮，渦流檢測探頭(10)激活處于待機狀態(tài)；將傳感器上的渦流探頭(10)面置于金屬工件
(22)表面上，即可開始正常渦流檢測。渦流探頭(10)拾取的金屬工件(22)缺陷信號通過內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊(4)傳輸至非破壞檢測儀器(20)進行處理、顯示、報警，缺陷信息與報警信號通過無線網(wǎng)絡(21)反饋至傳感器，通過傳感器中的顯示屏(5)顯示缺陷信息，通過傳感器中的報警輸出控制模塊(6)、報警信號指示燈(90)、報警信號揚聲器(91)輸出報 警信號。應當理解，在不脫離本實用新型的范圍內(nèi)，可以對上述實施例做出多種改變。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是包括微處理器、信號發(fā)生模塊、A/D轉換模塊、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、顯示屏、報警輸出控制模塊、內(nèi)置充電電池、內(nèi)置充電器、渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭、渦流探頭開關、渦流磁記憶組合探頭開關、磁記憶探頭開關、視頻探頭開關、渦流-超聲探頭開關、超聲探頭開關、陣列渦流探頭開關、超聲相控陣探頭開關、電源開關、渦流信號指示燈、渦流磁記憶組合信號指示燈、磁記憶信號指示燈、視頻信號指示燈、渦流-超聲信號指示燈、超聲信號指示燈、陣列渦流信號指示燈、超聲相控陣信號指示燈、電源指示燈、無線網(wǎng)絡信號指示燈、報警信號指示燈、報警信號揚聲器、外殼。
2.如權利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭分布在傳感器的多個檢測面上。
3.如權利要求I所述的一種基于網(wǎng)絡化的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、視頻探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭、溫度探頭、濕度探頭共用同一個微處理器、A/D轉換模塊、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、顯示屏、報警輸出控制模塊，需要激勵源的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭、陣列渦流探頭、超聲相控陣探頭共用一個信號發(fā)生模塊，無需激勵的磁記憶探頭、視頻探頭、溫度探頭、濕度探頭不連接信號發(fā)生模塊。
4.如權利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是所述渦流磁記憶組合探頭，是指渦流探頭與磁記憶探頭組合分布在傳感器的同一掃查面，組成一個工作探頭，同時拾取被檢鐵磁性工件同一位置處的缺陷與應力集中信息。
5.如權利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征 是所述的渦流探頭、渦流磁記憶組合探頭、磁記憶探頭、渦流-超聲探頭、超聲探頭，可以是單通道檢測探頭，也可以是多通道檢測探頭。
6.如權利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是所述的顯示屏用于顯示傳感器工作狀態(tài)信息、無線網(wǎng)絡連接信息、非破壞檢測儀器反饋的缺陷信息、環(huán)境溫度信息、環(huán)境濕度信息。
7.如權利要求I所述的一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，其特征是所述的內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊可以同時傳輸多種檢測信號。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線網(wǎng)絡的多功能集成非破壞檢測傳感器，包括微處理器、信號發(fā)生模塊、A/D轉換模塊、內(nèi)置無線網(wǎng)絡適配模塊、顯示屏、報警輸出控制模塊、內(nèi)置充電電池、內(nèi)置充電器、電源開關、電源指示燈、無線網(wǎng)絡信號指示燈、報警信號指示燈、報警揚聲器、10種方法檢測探頭、各個檢測探頭的開關、各個檢測探頭的信號指示燈、外殼。根據(jù)檢測需要開啟傳感器上的相應檢測探頭，傳感器通過無線方式與檢測儀器或檢測終端建立連接，傳輸檢測信號，傳感器具有高度的靈活性和更為廣泛的檢測應用范圍。傳感器將多種檢測方法集于一體，以最少的硬件，達到最全面的檢測效果，進一步的，在不久的將來，可應用于基于云計算技術和檢測集成技術的非破壞云檢測工作。
文檔編號G01N27/90GK202748343SQ201220339048
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權日2012年7月13日
發(fā)明者林俊明 申請人:愛德森(廈門)電子有限公司