專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)車(chē)車(chē)輪在線(xiàn)探傷的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換
直O(jiān)
背景技術(shù)：
目前，機(jī)車(chē)車(chē)輪在線(xiàn)檢測(cè)通常采用的是多種類(lèi)型超聲波探頭陣列組合的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輪的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，其中每個(gè)超聲波探頭都配置一個(gè)超聲通道，該超聲波探頭產(chǎn)生的超聲波通過(guò)車(chē)輪踏面進(jìn)入車(chē)輪內(nèi)部，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輪的超聲波探傷。當(dāng)機(jī)車(chē)通過(guò)檢測(cè)區(qū)時(shí)，隨著車(chē)輪在超聲波探頭上的運(yùn)動(dòng)，配置超聲通道的超聲波探頭陣列組合自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車(chē)輪一周的超聲波探傷。然而，在線(xiàn)檢測(cè)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車(chē)輪一周的輪輞和輪輻的覆蓋，需要的超聲波探頭數(shù)量異常龐大，因此需要的超聲通道數(shù)也是異常龐大的，從而超聲電子設(shè)備的體積也會(huì)隨之增大，造成成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，具體實(shí)施方案如下一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，包括產(chǎn)生控制信息的控制模塊，所述控制信息至少包括外部觸發(fā)信息、編碼后通道切換信息；所述控制模塊將在接收到車(chē)輪位置傳感器的信息后產(chǎn)生所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊，同時(shí)產(chǎn)生所述編碼后通道切換信息并將其發(fā)送給超聲通道切換模塊；根據(jù)接收到的所述編碼后通道切換信息切換超聲通道的超聲通道切換模塊，其中，所述通道切換信息包括通道切換的時(shí)刻和在該時(shí)刻需要打開(kāi)的超聲通道的編號(hào)；在接收到所述外部觸發(fā)信息后產(chǎn)生激發(fā)超聲波探頭工作的激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，并采集經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)的超聲電子模塊。其中，所述回波信號(hào)中含有表示車(chē)輪缺陷的信息。優(yōu)選的，所述控制模塊包括根據(jù)車(chē)輪在檢測(cè)區(qū)間的運(yùn)動(dòng)，在接收到車(chē)輪位置信息后產(chǎn)生外部觸發(fā)信息和通道切換信息的FPGA信號(hào)處理單元，所述FPGA信號(hào)處理單元將產(chǎn)生的所述通道切換信息發(fā)送給CPLD信號(hào)處理單元，將產(chǎn)生的所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊；接收FPGA信號(hào)處理單元發(fā)送的通道切換信息，并將所述通道切換信息進(jìn)行編碼后發(fā)送給超聲通道切換模塊的CPLD信號(hào)處理單元。優(yōu)選的，所述超聲電子模塊包括接收所述控制模塊發(fā)送的外部觸發(fā)信息并將所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給多個(gè)超聲電子通道的超聲電子控制單元；根據(jù)接收到的所述外部觸發(fā)信息執(zhí)行相應(yīng)操作的超聲電子通道。
優(yōu)選的，所述超聲電子通道包括接收所述外部觸發(fā)信息后產(chǎn)生激勵(lì)所述超聲波探頭工作的所述激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件；接收經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭的回波信號(hào)的信號(hào)接收器件。 其中，所述超聲電子模塊上的每個(gè)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件和信號(hào)接收器件通過(guò)同軸線(xiàn)纜分別與其相對(duì)應(yīng)的一張多通道切換板相連接。優(yōu)選的，所述超聲通道切換模塊包括安裝通道切換控制板、多通道切換板的超聲前置背板；接收所述控制模塊發(fā)送的編碼后通道切換信息，并對(duì)所述編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼，根據(jù)所述解碼后通道切換信息控制多通道切換板上探頭通道切換的通道切換控制板；含有與表面多個(gè)超聲波探頭通過(guò)同軸接口相連的多個(gè)超聲通道，根據(jù)所述通道切換控制板的控制，將需要的超聲通道導(dǎo)通，不需要的超聲通道關(guān)閉的多通道切換板；超聲通道導(dǎo)通后，所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)所述導(dǎo)通的超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，激勵(lì)所述超聲波探頭產(chǎn)生超聲波進(jìn)行探傷，并將產(chǎn)生的回波信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道反饋給所述超聲電子模塊。其中，所述超聲前置背板上有多個(gè)針型直孔插槽，所述通道切換控制板和所述多通道切換板通過(guò)所述針型直孔插槽插接在所述超聲前置背板上。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)車(chē)輪的有效探傷，所述多通道切換板連接的所有超聲波探頭組成的陣列長(zhǎng)度不小于最大的車(chē)輪周長(zhǎng)。優(yōu)選的，所述通道切換控制板包括接收所述控制模塊發(fā)送的編碼后通道切換信息，并對(duì)所述編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼的CPLD芯片；根據(jù)CPLD芯片解碼后的通道切換信息驅(qū)動(dòng)多通道切換板上的繼電器，將需要開(kāi)啟的繼電器開(kāi)啟，不需要開(kāi)啟的繼電器關(guān)閉的達(dá)林頓管。優(yōu)選的，所述多通道切換板包括根據(jù)達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)，將相對(duì)應(yīng)的需要的探頭通道導(dǎo)通，不需要的探頭通道關(guān)閉的繼電器；由所述繼電器控制導(dǎo)通或關(guān)閉的探頭通道，超聲波探頭通過(guò)所述導(dǎo)通的探頭通道產(chǎn)生超聲波信號(hào)用于探傷，并將超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)發(fā)送給超聲電子模塊。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，應(yīng)用于機(jī)車(chē)車(chē)輪在線(xiàn)探傷系統(tǒng)中，每個(gè)超聲電子模塊將激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給與其相對(duì)應(yīng)的連接多個(gè)超聲通道的多通道切換板上，多通道切換板根據(jù)通道切換信息導(dǎo)通需要打開(kāi)的超聲通道，關(guān)閉不需要打開(kāi)的超聲通道，使激勵(lì)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道激勵(lì)超聲波探頭發(fā)出超聲波進(jìn)行探傷，并將超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道發(fā)送給超聲電子模塊。所述超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置通過(guò)超聲通道切換模塊對(duì)多通道切換板的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了較少的超聲電子通道與大量超聲波探頭連接，完成整個(gè)車(chē)輪的自動(dòng)探傷，縮小了超聲電子通道的數(shù)量和體積，縮小了在線(xiàn)探傷檢測(cè)系統(tǒng)的體積，并進(jìn)一步解決了由于超聲電子通道數(shù)量較多而導(dǎo)致的成本高的問(wèn)題。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種激勵(lì)信號(hào)發(fā)生通道復(fù)用裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的超聲電子模塊結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的超聲通道切換模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的超聲通道切換模塊上各部分的連接示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生通道模塊與多通道切換板的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明為一種實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)車(chē)輪在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生通道復(fù)用裝置，用于通過(guò)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生通道復(fù)用的方式實(shí)現(xiàn)小空間、高性?xún)r(jià)比的需求，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括 控制模塊1、超聲電子模塊2、超聲通道切換模塊3，其中控制模塊1用于，產(chǎn)生控制信息，所述控制信息至少包括外部觸發(fā)信息、編碼后通道切換信息；所述控制模塊1將在接收到車(chē)輪位置傳感器的信息后產(chǎn)生的所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊2，同時(shí)產(chǎn)生所述編碼后通道切換信息并將其發(fā)送給超聲通道切換模塊3 ；超聲通道切換模塊3用于，根據(jù)接收到的所述編碼后通道切換信息切換超聲通道；超聲電子模塊2用于，在接收到所述外部觸發(fā)信息后產(chǎn)生激發(fā)超聲波探頭工作的激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，并采集經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)。在本實(shí)施例中，控制模塊1包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA信號(hào)處理單元11和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD信號(hào)處理單元12，二者共同進(jìn)行信號(hào)處理。其中，F(xiàn)PGA信號(hào)處理單元11負(fù)責(zé)外部頂針傳感器信號(hào)的計(jì)算處理，用于根據(jù)車(chē)輪在檢測(cè)區(qū)間的運(yùn)動(dòng)，在接收到車(chē)輪位置信息后產(chǎn)生外部觸發(fā)信息和通道切換信息，其中，所述通道切換信息包括通道切換的時(shí)刻和在該時(shí)刻需要打開(kāi)的超聲通道的編號(hào)，所述FPGA信號(hào)處理單元11將產(chǎn)生的所述通道切換信息發(fā)送給CPLD信號(hào)處理單元12，同時(shí)將產(chǎn)生的所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給所述超聲電子模塊2 ；所述CPLD信號(hào)處理單元12負(fù)責(zé)多路通道切換信息的編碼和解碼，它在接收到通道切換信息后，將所述通道切換信息進(jìn)行編碼后發(fā)送給超聲通道切換模塊3，所述 FPGA信號(hào)處理單元11和所述CPLD信號(hào)處理單元12兩者相互配合完成信號(hào)處理任務(wù)。在具體的實(shí)施過(guò)程中，當(dāng)機(jī)車(chē)車(chē)輪進(jìn)入檢測(cè)區(qū)間，車(chē)輪壓下設(shè)置在檢測(cè)區(qū)間的感應(yīng)頂針時(shí)，頂針下方的接近傳感器受到激發(fā)，將產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似于方波的脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換， 進(jìn)入所述控制模塊1中的所述FPGA信號(hào)處理單元11。該脈沖為方波時(shí)延信號(hào)，該時(shí)延信號(hào)的1/2位置即是所述脈沖的中心位置，所述FPGA信號(hào)處理單元11經(jīng)過(guò)對(duì)該時(shí)延信號(hào)的處理，得到包含通道切換的時(shí)刻和該時(shí)刻所需要打開(kāi)的超聲通道編號(hào)的通道切換信息。所述 FPGA信號(hào)處理單元11在所述時(shí)延信號(hào)的中心位置發(fā)出外部觸發(fā)信號(hào)給所述超聲電子模塊 2，同時(shí)，所述FPGA信號(hào)處理單元11發(fā)送所述通道切換信息給所述CPLD信號(hào)處理單元12， 所述CPLD信號(hào)處理單元12對(duì)所述通道切換信息進(jìn)行編碼，并將編碼后的通道切換信息發(fā)送給所述超聲通道切換模塊3。本實(shí)施例所公開(kāi)的超聲電子模塊2的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括超聲電子控制單元21和超聲電子通道22。所述超聲電子控制單元21用于接收所述控制模塊發(fā)送的外部觸發(fā)信息并將所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給多個(gè)超聲電子通道22，所述超聲電子通道22用于根據(jù)接收到的所述外部觸發(fā)信息執(zhí)行相應(yīng)操作。同時(shí)，所述超聲電子通道22包括激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件221和信號(hào)接收器件222。其中，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件221用于接收所述FPGA 信號(hào)處理單元11發(fā)送的外部觸發(fā)信息，并在接收所述外部觸發(fā)信息后，產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，所述激勵(lì)信號(hào)用于激勵(lì)超聲波探頭發(fā)送超聲波，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的探傷；所述信號(hào)接收器件222用于接收經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭的回波信號(hào)，其中，所述回波信號(hào)含有表示車(chē)輪缺陷的信息。本實(shí)施例所公開(kāi)的超聲通道切換模塊3與控制模塊1相連，其組成結(jié)構(gòu)如圖3所示，其具體的組成為超聲前置背板31、通道切換控制板32、多通道切換板33。其中，超聲前置背板31上有多個(gè)插槽，如32針直孔插槽，用來(lái)插接一張通道切換控制板32和多張多通道切換板33，其連接示意圖如圖4所示。由通道切換控制板32實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道切換板33 的控制。同時(shí)，所述通道切換控制板32包括復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD芯片321和達(dá)林頓管322，所述CPLD芯片用于接收所述控制模塊發(fā)送的編碼后通道切換信息，并對(duì)所述編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼，所述達(dá)林頓管322用于根據(jù)所述CPLD芯片321解碼后的通道切換信息驅(qū)動(dòng)所述多通道切換板33上的繼電器331，將需要開(kāi)啟的繼電器331開(kāi)啟，不需要開(kāi)啟的繼電器331關(guān)閉。所述多通道切換板33包括繼電器331和超聲通道332，所述繼電器331用于根據(jù)所述達(dá)林頓管322的驅(qū)動(dòng)，將相對(duì)應(yīng)的需要的超聲通道332導(dǎo)通，不需要的超聲通道332關(guān)閉；所述超聲通道332由所述繼電器331控制導(dǎo)通或關(guān)閉，超聲波探頭通過(guò)所述導(dǎo)通的超聲通道332產(chǎn)生超聲波信號(hào)用于探傷，并將超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)發(fā)送給超聲電子模塊2。為了保證能對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)完整的探傷，所述多通道切換板33的所有超聲波探頭組成的陣列長(zhǎng)度不小于最大的車(chē)輪周長(zhǎng)。同時(shí)，所述超聲電子模塊2上的每個(gè)超聲電子通道22通過(guò)同軸線(xiàn)纜分別與其相對(duì)應(yīng)的一張多通道切換板33相連接，其連接示意圖如圖5所示。在具體的實(shí)施過(guò)程中，所述通道切換控制板32接收所述CPLD信號(hào)處理單元12發(fā)送給超聲通道切換模塊3的編碼后通道切換信息，通道切換控制板32上的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD芯片321對(duì)接收到的編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼，并根據(jù)解碼后的通道切換信息控制該板上的多支達(dá)林頓管322，并通過(guò)達(dá)林頓管322的驅(qū)動(dòng)信息控制多通道切換板33上的繼電器331。每張多通道切換板33上有多個(gè)繼電器331和與多個(gè)繼電器 331相對(duì)應(yīng)的超聲通道332，繼電器331的動(dòng)作迅捷，使用的機(jī)械壽命長(zhǎng)，達(dá)到了 IO8次的數(shù)量級(jí)，同時(shí)在傳輸信號(hào)的過(guò)程中，可以有效的屏蔽外界干擾。多通道切換板33上的多個(gè)繼電器331分別控制與其相對(duì)應(yīng)的多個(gè)超聲通道332，根據(jù)通道切換控制板32的控制，將需要激發(fā)的超聲通道332打開(kāi)，不用的超聲通道332關(guān)閉。該超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置安置于軌道內(nèi)檢測(cè)線(xiàn)路上，左右軌道上對(duì)稱(chēng)的特別設(shè)計(jì)的超聲波探頭與該超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置上的多通道切換板33對(duì)應(yīng)相連，因?yàn)樵摮暡ㄌ筋^組合陣列總長(zhǎng)度不小于最大的車(chē)輪周長(zhǎng)，所以多通道切換板33的接口數(shù)量須滿(mǎn)足超聲波探頭的接口數(shù)。為了能準(zhǔn)確感應(yīng)車(chē)輪到達(dá)時(shí)刻，在檢測(cè)區(qū)間設(shè)計(jì)了感應(yīng)頂針結(jié)構(gòu)，并在頂針下方設(shè)置接近傳感器。該超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置的具體工作流程為所測(cè)試的機(jī)車(chē)車(chē)輪進(jìn)入到檢測(cè)區(qū)間，壓下頂針，頂針下方的接近傳感器受到激發(fā)，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，進(jìn)入控制模塊1中的FPGA信號(hào)處理單元11。該脈沖為方波時(shí)延信號(hào)，該時(shí)延信號(hào)的1/2位置即是該脈沖信號(hào)的中心位置。FPGA信號(hào)處理單元11在所述中心位置發(fā)出外部觸發(fā)信號(hào)給超聲電子模塊2，同時(shí)，F(xiàn)PGA信號(hào)處理單元11依據(jù)所接收到的脈沖信號(hào)，計(jì)算出超聲外部觸發(fā)的準(zhǔn)確時(shí)間，并同步計(jì)算出該時(shí)刻所需要切換的超聲通道號(hào)數(shù)，將包含所述觸發(fā)的準(zhǔn)確時(shí)間和需要切換的超聲通道號(hào)數(shù)作為通道切換信息發(fā)送給CPLD 信號(hào)處理單元12，由所述CPLD信號(hào)處理單元12對(duì)該通道切換信息進(jìn)行編碼，然后將編碼后通道切換信息發(fā)送給超聲通道切換模塊3。超聲電子模塊2上的每一個(gè)超聲電子控制單元 21接收到外部觸發(fā)信息后，產(chǎn)生激勵(lì)超聲波探頭產(chǎn)生超聲波的激勵(lì)信號(hào)。同時(shí)，CPLD信號(hào)處理單元12將編碼后通道切換信息發(fā)送給超聲通道切換模塊3中的通道切換控制板32，通道切換控制板32中的CPLD芯片321對(duì)接收到的編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼，并依據(jù)解碼后的通道切換信息控制該板上的達(dá)林頓管322的驅(qū)動(dòng)，每張多通道切換板33上有多個(gè)與達(dá)林頓管相連的繼電器331，根據(jù)接收到的解碼后通道切換信息，控制達(dá)林頓管322的導(dǎo)通和閉合實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道切換板33上與達(dá)林頓管對(duì)應(yīng)的繼電器331的控制，當(dāng)達(dá)林頓管被驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的繼電器導(dǎo)通，進(jìn)而，與繼電器331對(duì)應(yīng)的超聲通道332導(dǎo)通。超聲電子模塊2中的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件221將產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道332發(fā)送給超聲波探頭，超聲波探頭在接收到激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)后，產(chǎn)生超聲波信號(hào)發(fā)射給需要檢測(cè)的車(chē)輪， 用于進(jìn)行車(chē)輪探傷，并產(chǎn)生表示車(chē)輪缺陷的回波信號(hào)，將所述回波信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道332發(fā)送給超聲電子模塊2中的信號(hào)接收器件222，從而完成了對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輪的探傷。同時(shí)，對(duì)于不需要導(dǎo)通的超聲通道332，依據(jù)通道切換信息閉合與其對(duì)應(yīng)的繼電器 331，進(jìn)而閉合與其對(duì)應(yīng)的超聲通道332，從而避免超聲波從不需要開(kāi)啟的探頭通道中發(fā)射， 對(duì)檢測(cè)過(guò)程造成干擾。在實(shí)施過(guò)程中，如果該接口數(shù)不能滿(mǎn)足探頭通道接口的數(shù)量，則要考慮酌情添加多個(gè)該激勵(lì)信號(hào)發(fā)生通道復(fù)用裝置，各個(gè)復(fù)用裝置之間的控制模塊1通過(guò)帶屏蔽層的線(xiàn)纜進(jìn)行連接，并通過(guò)控制模塊1對(duì)各個(gè)復(fù)用裝置進(jìn)行有效操作。同時(shí)，對(duì)于超聲波探頭的標(biāo)定狀態(tài)，同樣能手動(dòng)切換超聲通道。在該種實(shí)施方式下，使用者可以通過(guò)手動(dòng)操作控制模塊1，使控制模塊1下發(fā)對(duì)應(yīng)的編碼后通道切換信息給超聲通道切換模塊3，所述編碼后通道切換信息打開(kāi)所需要的超聲通道，并關(guān)閉了不需要的超聲通道。同時(shí)，超聲電子模塊2自動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)的激勵(lì)信號(hào)，并將該激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給超聲通道。超聲波探頭通過(guò)已經(jīng)導(dǎo)通的超聲通道在接收到激勵(lì)信號(hào)后，會(huì)在激勵(lì)信號(hào)的作用下產(chǎn)生超聲波進(jìn)行探傷，并采集表示車(chē)輪缺陷的回波信號(hào)。
在該超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，每一個(gè)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件221和信號(hào)接收器件 222與一塊多通道切換板33相連接，而每一塊多通道切換板33上的多個(gè)超聲通道均與超聲波探頭對(duì)應(yīng)相連接，從而一個(gè)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件221和信號(hào)接收器件222與多個(gè)超聲波探頭相對(duì)應(yīng)。所述超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置通過(guò)超聲通道切換模塊對(duì)多通道切換板的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了較少的超聲電子通道與大量超聲波探頭連接，完成整個(gè)車(chē)輪的自動(dòng)探傷，縮小了超聲電子通道的數(shù)量和體積，縮小了在線(xiàn)探傷檢測(cè)系統(tǒng)的體積，并進(jìn)一步解決了由于超聲電子通道數(shù)量較多而導(dǎo)致的成本高的問(wèn)題。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，包括產(chǎn)生控制信息的控制模塊，所述控制信息至少包括外部觸發(fā)信息、編碼后通道切換信息；所述控制模塊將在接收到車(chē)輪位置傳感器的信息后產(chǎn)生所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊，同時(shí)產(chǎn)生所述編碼后通道切換信息并將其發(fā)送給超聲通道切換模塊；根據(jù)接收到的所述編碼后通道切換信息切換超聲通道的超聲通道切換模塊；在接收到所述外部觸發(fā)信息后產(chǎn)生激發(fā)超聲波探頭工作的激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，并采集經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)的超聲電子模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述控制模塊包括根據(jù)車(chē)輪在檢測(cè)區(qū)間的運(yùn)動(dòng)，在接收到車(chē)輪位置信息后產(chǎn)生外部觸發(fā)信息和通道切換信息的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA信號(hào)處理單元，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA信號(hào)處理單元將產(chǎn)生的所述通道切換信息發(fā)送給復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD信號(hào)處理單元，將產(chǎn)生的所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊；接收現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA信號(hào)處理單元發(fā)送的通道切換信息，并將所述通道切換信息進(jìn)行編碼后發(fā)送給超聲通道切換模塊的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD信號(hào)處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述超聲電子模塊包括接收所述控制模塊發(fā)送的外部觸發(fā)信息并將所述外部觸發(fā)信息發(fā)送給多個(gè)超聲電子通道的超聲電子控制單元； 根據(jù)接收到的所述外部觸發(fā)信息執(zhí)行相應(yīng)操作的超聲電子通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述超聲電子通道包括接收所述外部觸發(fā)信息后產(chǎn)生激勵(lì)所述超聲波探頭工作的所述激勵(lì)信號(hào)，并將所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)切換導(dǎo)通的所述超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件；接收經(jīng)導(dǎo)通的所述超聲通道返回的所述超聲波探頭的回波信號(hào)的信號(hào)接收器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述超聲通道切換模塊包括安裝通道切換控制板、多通道切換板的超聲前置背板；接收所述控制模塊發(fā)送的編碼后通道切換信息，并對(duì)所述編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼，根據(jù)所述解碼后通道切換信息控制多通道切換板上超聲通道切換的通道切換控制板；含有與表面多個(gè)超聲波探頭通過(guò)同軸接口相連的多個(gè)超聲通道，根據(jù)所述通道切換控制板的控制，將需要的超聲通道導(dǎo)通，不需要的超聲通道關(guān)閉的多通道切換板；超聲通道導(dǎo)通后，所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)所述導(dǎo)通的超聲通道發(fā)送至所述超聲波探頭，激勵(lì)所述超聲波探頭產(chǎn)生超聲波進(jìn)行探傷，并將產(chǎn)生的回波信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的超聲通道反饋給所述超聲電子模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述超聲前置背板上有多個(gè)針型直孔插槽，所述通道切換控制板和所述多通道切換板通過(guò)所述針型直孔插槽插接在所述超聲前置背板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述通道切換控制板包括接收所述控制模塊發(fā)送的編碼后通道切換信息，并對(duì)所述編碼后通道切換信息進(jìn)行解碼的CPLD芯片；根據(jù)CPLD芯片解碼后的通道切換信息驅(qū)動(dòng)多通道切換板上的繼電器，將需要開(kāi)啟的繼電器開(kāi)啟，不需要開(kāi)啟的繼電器關(guān)閉的達(dá)林頓管。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述多通道切換板包括根據(jù)達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)，將相對(duì)應(yīng)的需要的超聲通道導(dǎo)通，不需要的超聲通道關(guān)閉的繼電器；由所述繼電器控制導(dǎo)通或關(guān)閉的超聲通道，超聲波探頭將產(chǎn)生的超聲波通過(guò)所述導(dǎo)通的超聲通道發(fā)送至檢測(cè)區(qū)域用于探傷，并將超聲波探頭產(chǎn)生的回波信號(hào)通過(guò)所述導(dǎo)通的超聲通道發(fā)送給超聲電子模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述多通道切換板連接的所有超聲波探頭組成的陣列長(zhǎng)度不小于最大的車(chē)輪周長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述通道切換信息包括通道切換的時(shí)刻和在該時(shí)刻需要打開(kāi)的超聲通道的編號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述回波信號(hào)含有表示車(chē)輪缺陷的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，其特征在于，所述超聲電子模塊上的每個(gè)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器件和信號(hào)接收器件通過(guò)同軸線(xiàn)纜分別與其相對(duì)應(yīng)的一張多通道切換板相連接。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，包括控制模塊、超聲電子模塊、超聲通道切換模塊。該超聲信號(hào)通道自動(dòng)切換裝置，在機(jī)車(chē)車(chē)輪在線(xiàn)探傷時(shí)，控制模塊將車(chē)輪運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的外部觸發(fā)信息發(fā)送給超聲電子模塊，由超聲電子模塊產(chǎn)生激發(fā)超聲波探頭工作的激勵(lì)信號(hào)。同時(shí)，控制模塊發(fā)出通道切換信息給超聲通道切換模塊，使超聲通道切換模塊將需要的超聲通道導(dǎo)通，從超聲電子模塊發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)和接收的探頭回波信號(hào)都經(jīng)過(guò)導(dǎo)通的超聲通道實(shí)現(xiàn)探傷。上述通過(guò)超聲通道切換模塊對(duì)超聲電子模塊上有限的超聲電子通道的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了較少的超聲電子通道與大量超聲波探頭連接，完成整個(gè)車(chē)輪的自動(dòng)探傷，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)G01N29/22GK102507746SQ20111031022
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者張渝, 彭建平, 彭朝勇, 王澤勇, 王黎, 胡繼東, 趙全軻, 趙波, 雷梁, 高曉蓉 申請(qǐng)人:成都主導(dǎo)科技有限責(zé)任公司