專利名稱：一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，具體的說是應(yīng)用渦流 傳感器、相敏檢波器、繼電器、單片機(jī)AT89C52及一些外圍芯片電路實(shí)現(xiàn)焊管焊縫質(zhì)量檢測 及缺陷焊管自動(dòng)剔除的控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景焊管廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，并在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著及其重要的作用。在 焊管生產(chǎn)中，由于焊管需要承受各種流體壓力，焊縫質(zhì)量成為檢驗(yàn)焊管質(zhì)量是否合格的重要 指標(biāo)。隨著焊接鋼管的應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)其質(zhì)量的要求也越來越高，目前工業(yè)上焊管 質(zhì)量無損檢測方法有超聲檢測、射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測和渦流檢測。渦流無損檢測 與其他方法相比有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)與超聲檢測和射線檢測相比，不需耦合劑，可非接觸測量； 與滲透檢測相比，不需清洗試件，可實(shí)現(xiàn)檢測自動(dòng)化；與磁粉檢測相比，對(duì)磁性材料和非磁 性材料均有效，且不污染環(huán)境，操作簡單。隨著焊管生產(chǎn)需要逐步實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，研制一 種能與原系統(tǒng)聯(lián)機(jī)的具有自動(dòng)剔除缺陷焊管的系統(tǒng)，來代替人工進(jìn)行缺陷焊管的剔除工作， 來解放、發(fā)展生產(chǎn)力，提高剔除質(zhì)量和效率成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述的不足，本發(fā)明提供了一種可代替簡單、重復(fù)、繁重的人工勞動(dòng)，而且可以大 幅度提高效率的焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及自動(dòng)剔除缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，它由渦流傳感器、零電 勢(shì)補(bǔ)償器、放大器、單片機(jī)控制電路、缺陷信號(hào)處理電路、光電隔離電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路 組成。渦流傳感器連接零電勢(shì)補(bǔ)償器,零電勢(shì)補(bǔ)償器與放大器相連，放大器后接缺陷信號(hào)處理 電路，缺陷信號(hào)處理電路連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路后接光電隔離電路，光電隔 離電路接繼電器驅(qū)動(dòng)電路。缺陷信號(hào)處理電路包括移相器、低頻放大器、低通濾波器、相敏 檢波器、幅度鑒別器、采樣保持電路。低頻放大器與低通濾波器連接，相敏檢波器連接移相 器和低通濾波器，低通濾波器后接幅度鑒別器，幅度鑒別器后接采樣保持電路。單片機(jī)控制 電路包括單片機(jī)AT89C52、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器接單片機(jī)AT89C52。放大器接缺陷信號(hào)處理電路的低頻放大器和相敏檢波器，缺 陷信號(hào)處理電路中的采樣保持電路、移相器分別接單片機(jī)控制電路中的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù) 字-模擬轉(zhuǎn)換器，光電隔離電路的輸入端接單片機(jī)AT89C52的Pl.O，繼電器驅(qū)動(dòng)電路后可接 剔除缺陷焊管的電機(jī)。渦流傳感器的探頭產(chǎn)生的檢測信號(hào)由于存在零電勢(shì)，須先進(jìn)行補(bǔ)償，而后進(jìn)入放大器。
相敏檢波器和低通濾波器利用相位和頻率的差異將缺陷信號(hào)從載波信號(hào)及眾多的干擾信號(hào)中 提取出來。缺陷信號(hào)的波形由幅度鑒別器規(guī)整化后，經(jīng)采樣保持電路送至單片機(jī)控制電路中 的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后由單片機(jī)AT89C52處理，單片機(jī)AT89C52利用從幅度 鑒別器中獲得的缺陷信號(hào)的幅值作為反饋信息，控制移相器進(jìn)行相位跟蹤，使相敏檢波器在 最佳相位出工作。經(jīng)過渦流檢測到的焊縫質(zhì)量缺陷信號(hào)經(jīng)調(diào)理之后變?yōu)榈碗娖捷斔偷絾纹瑱C(jī)AT89C52，單 片機(jī)AT89C52產(chǎn)生中斷，發(fā)出指令，對(duì)該焊管進(jìn)行剔除處理，電機(jī)接通的延時(shí)由單片機(jī)的定 時(shí)器功能來實(shí)現(xiàn)。在剔除信號(hào)輸出的電路中接有光電隔離電路，有效防止了現(xiàn)場電磁干擾或 工頻電壓反串到系統(tǒng)中。繼電器驅(qū)動(dòng)電路使用了一只固態(tài)繼電器，因此在接通時(shí)不會(huì)有火花 出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)單片機(jī)正常運(yùn)行造成干擾。本發(fā)明提供的一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及自動(dòng)剔除缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)可代替簡 單、重復(fù)、繁重的人工勞動(dòng)，具有檢測靈敏度、檢測度高，檢測速度準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及自動(dòng)剔除缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為缺陷信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為單片機(jī)控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為相敏檢波器的電路原理圖；圖5為光電隔離電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。其中，1、渦流傳感器2、零電勢(shì)補(bǔ)償器，3、放大器，4、缺陷信號(hào)處理電路，5、單片 機(jī)控制電路，6、光電隔離電路，7、繼電器驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施方式
圖l、圖2、圖3中，渦流傳感器1連接零電勢(shì)補(bǔ)償器2，零電勢(shì)補(bǔ)償器2與放大器3相 連，放大器3后接缺陷信號(hào)處理電路4，缺陷信號(hào)處理電路4連接單片機(jī)控制電路5，單片機(jī) 控制電路5后接光電隔離電路6，光電隔離電路6接繼電器驅(qū)動(dòng)電路7。缺陷信號(hào)處理電路4 包括移相器、低頻放大器、低通濾波器、相敏檢波器、幅度鑒別器、采樣保持電路。低頻放 大器與低通濾波器連接，相敏檢波器連接移相器和低通濾波器，低通濾波器后接幅度鑒別器， 幅度鑒別器后接采樣保持電路。單片機(jī)控制電路5包括單片機(jī)AT89C52、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、 數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器接單片機(jī)AT89C52。放大器3接缺陷 信號(hào)處理電路4的低頻放大器和相敏檢波器，缺陷信號(hào)處理電路4中的釆樣保持電路、移相 器分別接單片機(jī)控制電路5中的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，光電隔離電路6的輸 入端接單片機(jī)AT89C52的Pl. 0，繼電器驅(qū)動(dòng)電路7后可接剔除缺陷焊管的電機(jī)。圖4為相敏檢波器的電路原理圖，相敏檢波器由非線元件加低通濾波器構(gòu)成。用相敏檢
波器來鑒別各種缺陷引起的信號(hào)相位，調(diào)節(jié)移相器相位，使相敏檢波器讓缺陷信號(hào)通過，削 弱其他因素引起的信號(hào)。
圖5為光電隔離電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路的原理圖，繼電器驅(qū)動(dòng)電路使用了一只固態(tài)繼電 器，因此在接通時(shí)不會(huì)有火花出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)單片機(jī)正常運(yùn)行造成干擾。
渦流傳感器1的探頭產(chǎn)生的檢測信號(hào)由于存在零電勢(shì)，須先經(jīng)零電勢(shì)補(bǔ)償器2進(jìn)行補(bǔ)償， 而后進(jìn)入放大器3。相敏檢波器和低通濾波器利用相位和頻率的差異將缺陷信號(hào)從載波信號(hào)及眾多的干擾信號(hào)中提取出來。缺陷信號(hào)的波形由幅度鑒別器規(guī)整化后，經(jīng)采樣保持電路送至單片機(jī)控制電路5中的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后由單片機(jī)AT89C52處理，單片 機(jī)AT89C52利用從幅度鑒別器中獲得的缺陷信號(hào)的幅值作為反饋信息，控制移相器進(jìn)行相位 跟蹤，使相敏檢波器在最佳相位出工作。經(jīng)過渦流檢測到的焊縫質(zhì)量缺陷信號(hào)經(jīng)調(diào)理之后變 為低電平輸送到單片機(jī)AT89C52，單片機(jī)AT89C52產(chǎn)生中斷，發(fā)出指令，對(duì)該焊管進(jìn)行剔除 處理。
權(quán)利要求
1、一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，它由渦流傳感器、零電勢(shì)補(bǔ)償器、放大器、單片機(jī)控制電路、缺陷信號(hào)處理電路、光電隔離電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路組成，其特征在于渦流傳感器連接零電勢(shì)補(bǔ)償器，零電勢(shì)補(bǔ)償器與放大器相連，放大器后接缺陷信號(hào)處理電路，缺陷信號(hào)處理電路連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路后接光電隔離電路，光電隔離電路接繼電器驅(qū)動(dòng)電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的缺陷信號(hào)處理電路包括移相器、低頻放大器、低通濾波器、相敏檢波器、幅度 鑒別器、采樣保持電路，低頻放大器與低通濾波器連接，相敏檢波器連接移相器和低通濾 波器，低通濾波器后接幅度鑒別器，幅度鑒別器后接采樣保持電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，其特征在 于單片機(jī)控制電路包括單片機(jī)AT89C52、模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器接單片機(jī)AT89C52。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焊管焊縫質(zhì)量檢測及缺陷焊管自動(dòng)剔除控制系統(tǒng)，它由渦流傳感器、零電勢(shì)補(bǔ)償器、放大器、單片機(jī)控制電路、缺陷信號(hào)處理電路、光電隔離電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路組成。渦流傳感器連接零電勢(shì)補(bǔ)償器，零電勢(shì)補(bǔ)償器與放大器相連，放大器后接缺陷信號(hào)處理電路，缺陷信號(hào)處理電路連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路后接光電隔離電路，光電隔離電路接繼電器驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過渦流檢測到的焊縫質(zhì)量缺陷信號(hào)經(jīng)調(diào)理之后變?yōu)榈碗娖捷斔偷絾纹瑱C(jī)AT89C52，單片機(jī)AT89C52產(chǎn)生中斷，發(fā)出指令，對(duì)該焊管進(jìn)行剔除處理。本發(fā)明可代替簡單、重復(fù)、繁重的人工勞動(dòng)，具有檢測靈敏度、檢測度高，檢測速度準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B07C5/34GK101126739SQ20071011283
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者叢悅增, 于復(fù)生, 宋傳增, 沈孝芹, 陳光明 申請(qǐng)人:于復(fù)生