專利名稱：用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置。
背景技術(shù)：
目前情況下，往往有很多以微米為單位的微小孔在帶鋼軋制過程中出現(xiàn)在帶鋼上，這些孔的出現(xiàn)嚴(yán)重影響帶材質(zhì)量，卻又很難用肉眼發(fā)現(xiàn)，需要借助檢測設(shè)備來進(jìn)行在線實(shí)時檢測?，F(xiàn)有的用于冷軋薄帶材針孔檢測的針孔儀大多采用光電轉(zhuǎn)換原理，在帶材上方安裝熒光或者激光光源，下方安裝光電接收模塊，實(shí)現(xiàn)檢測到的針孔光信號至電信號之間的有效轉(zhuǎn)換。信號采集處理單元采集到電信號后，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，計算機(jī)處理程 序?qū)?shù)字信號進(jìn)行識別，檢測出針孔，并按照大小對其進(jìn)行分類。針孔儀檢測精度一般要精確到微米級，尤其是對于檢測系統(tǒng)在線或者離線靈敏度調(diào)整，需要反復(fù)地使用標(biāo)定好的樣本進(jìn)行調(diào)試?，F(xiàn)場一般調(diào)試方法是將針孔信號輸出端連接入示波器中進(jìn)行觀察，然后觀察具體檢測信號的波形和幅值大小，再判斷需要調(diào)整的程度。在現(xiàn)場連續(xù)生產(chǎn)環(huán)境下，這種調(diào)試方法有失便捷和精準(zhǔn)性。工業(yè)現(xiàn)場使用的儀器設(shè)備在現(xiàn)場調(diào)試、維修時，希望能夠使用便攜、輕巧、直觀的測試裝置來顯示儀器設(shè)備的工作狀態(tài)。然而現(xiàn)有的用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置幾乎沒有，其信號采集和測試需接入笨重的示波器中，使用不便，調(diào)試復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，該裝置通過對檢測設(shè)備中的相應(yīng)信號進(jìn)行放大和顯示，能夠方便地對針孔檢測設(shè)備進(jìn)行調(diào)校，方便現(xiàn)場維護(hù)和調(diào)試人員使用。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，包括輸入信號、光耦隔離器和展寬電路，所述輸入信號包括小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H，所述展寬電路包括第一三極管，二極管、電阻、電容、反相器、第二三極管、發(fā)光二極管；小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H經(jīng)過光耦隔離器U2后，所述小針孔信號S串接電阻R15后接第一三極管Ql基極，第一三極管Ql集電極接二極管Dl負(fù)極，二極管Dl正極并接電容C4和反相器UlA輸入端，電容C4另一端接地，電容C4串接電阻R2后接直流電源VCC，第一三極管Ql集電極串接電阻Rl后接直流電源VCC，反相器UlA輸出端串接電阻R7后接第二三極管Q6基極，第二三極管Q6集電極接發(fā)光二極管D4負(fù)極，發(fā)光二極管D4正極串接電阻R12后接直流電源VCC，第一三極管Ql和第二三極管Q6發(fā)射極接地；所述中針孔信號M串接電阻R16后接第一三極管Q2基極，第一三極管Q2集電極接二極管D2負(fù)極，二極管D2正極并接電容C5和反相器UlA輸入端，電容C5另一端接地，電容C5串接電阻R3后接直流電源VCC，第一三極管Q2集電極串接電阻R5后接直流電源VCC,反相器UlA輸出端串接電阻R8后接第二三極管Q7基極，第二三極管Q7集電極接發(fā)光二極管D5負(fù)極，發(fā)光二極管D5正極串接電阻R13后接直流電源VCC，第一三極管Q2和第二三極管Q7發(fā)射極接地；所述大針孔信號H串接電阻R17后接第一三極管Q3基極，第一三極管Q3集電極接二極管D3負(fù)極，二極管D3正極并接電容C6和反相器UlA輸入端，電容C6另一端接地，電容C6串接電阻R4后接直流電源VCC，第一三極管Q3集電極串接電阻R6后接直流電源VCC,反相器UlA輸出端串接電阻R9后接第二三極管Q8基極，第二三極管Q8集電極接發(fā)光二極管D6負(fù)極，發(fā)光二極管D6正極串接電阻R14后接直流電源VCC，第一三極管Q3和第二三極管Q8發(fā)射極接地。所述輸入信號還包括自檢信號TF，自檢信號TF經(jīng)過光耦隔離器U2后，自檢信號TF串接電阻R18后接三極管Q4基極，三極管Q4集電極接發(fā)光二極管D7負(fù)極，發(fā)光二極管D7正極串接電阻RlO后接直流電源VCC，三極管Q4發(fā)射極接地。所述輸入信號還包括故障診斷信號CF，故障診斷信號CF經(jīng)過光耦隔離器U3后，故障診斷信號CF串接電阻R19后接三極管Q5基極，三極管Q5集電極接發(fā)光二極管D8負(fù)極，發(fā)光二極管D8正極串接電阻Rll后接直流電源VCC，三極管Q5發(fā)射極接地。本實(shí)用新型通過對用于薄帶材針孔檢測設(shè)備中的相應(yīng)信號進(jìn)行放大和顯示，即把檢測設(shè)備中針孔信號轉(zhuǎn)換為直觀的LED指示燈信號，將檢測設(shè)備中自檢信號和故障診斷信號進(jìn)行放大驅(qū)動LED指示燈，能夠方便地對微孔檢測設(shè)備進(jìn)行調(diào)校，方便現(xiàn)場維護(hù)和調(diào)試人員使用。從而無需精確地觀察和記錄示波器上面的顯示波形，只需要觀察代表針孔大小等級的LED指示燈即可。本實(shí)用新型應(yīng)用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的維護(hù)和調(diào)校，可大大縮短發(fā)現(xiàn)故障時間，降低針孔檢測設(shè)備靈敏度一致性調(diào)校難度，為在線檢測設(shè)備正常工作提供了有效保證，從而促進(jìn)了現(xiàn)場生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

圖I為本實(shí)用新型用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置電路圖；圖2為本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖。圖中1帶材(帶鋼)，2輸送輥，3照射光源，4光電接收模塊，5本實(shí)用新型的信號采集和測試裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，包括輸入信號、光耦隔離器和展寬電路，所述輸入信號包括小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H，所述展寬電路包括第一三極管，二極管、電阻、電容、反相器、第二三極管、發(fā)光二極管。所述小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H經(jīng)過光耦隔離器U2后，所述小針孔信號S串接電阻R15后接第一三極管Ql基極，第一三極管Ql集電極接二極管Dl負(fù)極，二極管Dl正極并接電容C4和反相器UlA輸入端，電容C4另一端接地，電容C4串接電阻R2后接直流電源VCC，第一三極管Ql集電極串接電阻Rl后接直流電源VCC ;反相器UlA輸出端串接電阻R7后接第二三極管Q6基極，第二三極管Q6集電極接發(fā)光二極管D4負(fù)極，發(fā)光二極管D4正極串接電阻R12后接直流電源VCC，第一三極管Ql和第二三極管Q6發(fā)射極接地。同理，所述中針孔信號M串接電阻R16后接第一三極管Q2基極，第一三極管Q2集電極接二極管D2負(fù)極，二極管D2正極并接電容C5和反相器UlA輸入端，電容C5另一端接地，電容C5串接電阻R3后接直流電源VCC，第一三極管Q2集電極串接電阻R5后接直流電源VCC ;反相器UlA輸出端串接電阻R8后接第二三極管Q7基極，第二三極管Q7集電極接發(fā)光二極管D5負(fù)極，發(fā)光二極管D5正極串接電阻R13后接直流電源VCC，第一三極管Q2和第二三極管Q7發(fā)射極接地。同理，所述大針孔信號H串接電阻R17后接第一三極管Q3基極，第一三極管Q3集電極接二極管D3負(fù)極，二極管D3正極并接電容C6和反相器UlA輸入端，電容C6另一端接地，電容C6串接電阻R4后接直流電源VCC，第一三極管Q3集電極串接電阻R6后接直流電 源VCC ;反相器UlA輸出端串接電阻R9后接第二三極管Q8基極，第二三極管Q8集電極接發(fā)光二極管D6負(fù)極，發(fā)光二極管D6正極串接電阻R14后接直流電源VCC，第一三極管Q3和第二三極管Q8發(fā)射極接地。輸入的針孔分類信號S、M、H經(jīng)過光耦隔離器件與針孔檢測設(shè)備輸出電路隔離，將窄脈沖的針孔信號S、M、H信號，展寬到合適的寬度。以小針孔信號S為例，展寬電路簡述如下當(dāng)有S窄脈沖信號(光耦導(dǎo)通)時，第一三極管Ql導(dǎo)通，電容C4經(jīng)二極管Dl迅速放電，反相器UlA輸出為高，第二三極管Q6導(dǎo)通，發(fā)光二極管D4 (LED指示燈)點(diǎn)亮；然后當(dāng)S窄脈沖信號變無(光耦截止)時，第一三極管Ql截止，由于二極管Dl的反向截止作用，電容C4只能經(jīng)電阻R2充電，在充電到反相器UlA的反轉(zhuǎn)電壓前，第二三極管Q6維持導(dǎo)通，發(fā)光二極管D4 (LED指示燈)保持亮，繼續(xù)充電到反相器UlA的反轉(zhuǎn)電壓，第二三極管Q6截止，發(fā)光二極管D4 (LED指示燈)滅，從而實(shí)現(xiàn)了對S窄脈沖的展寬。發(fā)光二極管D4 (LED指示燈)維持亮的時間與窄脈沖寬度無關(guān)，而是決定于R2XC4的值。同理，中針孔信號M和大針孔信號H的展寬與此類似。所述輸入信號還包括自檢信號TF和故障診斷信號CF。自檢信號TF經(jīng)過光耦隔離器U2后，自檢信號TF串接電阻R18后接三極管Q4基極，三極管Q4集電極接發(fā)光二極管D7負(fù)極，發(fā)光二極管D7正極串接電阻RlO后接直流電源VCC，三極管Q4發(fā)射極接地。故障診斷信號CF經(jīng)過光耦隔離器U3后，故障診斷信號CF串接電阻R19后接三極管Q5基極，三極管Q5集電極接發(fā)光二極管D8負(fù)極，發(fā)光二極管D8正極串接電阻RlI后接直流電源VCC，三極管Q5發(fā)射極接地。輸入的自檢信號TF和故障診斷信號CF經(jīng)過光耦隔離器件與針孔檢測設(shè)備輸出電路隔離，自檢信號TF和故障診斷信號CF經(jīng)三極管Q4、Q5放大后直接驅(qū)動發(fā)光二極管D7、D8 (LED指示燈)。本實(shí)用新型用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置能對針孔檢測設(shè)備是否發(fā)生故障進(jìn)行判斷，其工作原理是故障診斷信號CF、自檢信號TF來自于針孔檢測設(shè)備，經(jīng)過光耦隔離器件輸出至本實(shí)用新型的信號采集和測試裝置，其中CF信號為判斷光電檢測模塊是否存在掉電或者不能工作等故障，TF信號為自檢信號，判斷檢測光源和光電接收模塊均正常加電，但針孔檢測設(shè)備檢測位置處無帶鋼穿過時，則給出故障信號。使用本實(shí)用新型的信號采集和測試裝置，可將CF信號和TF信號驅(qū)動發(fā)光二極管(LED指示燈)來判斷當(dāng)前是否存在故障。若二者均為高電平，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，則針孔檢測設(shè)備工作正常，否則提示有故障存在。本實(shí)用新型用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置能對針孔檢測設(shè)備的檢測模塊靈敏度進(jìn)行測試，其工作原理是輸入的針孔分類信號H、M、S來自于針孔檢測設(shè)備信號輸出端，針孔分類信號H、M、S三者的組合代表大小針孔。若S為高點(diǎn) 平1，M和H均為高電平0，則HMS組合為001，代表小針孔信號；若其組合為011，則代表中等針孔；若其組合為111，則代表大針孔。由于這三個信號均為窄脈沖信號，其輸出的狀態(tài)信號(檢測信號)脈沖寬度都很短，一般小于0. Ims量級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人眼的反應(yīng)時間，如果直接用發(fā)光二極管(LED指示燈)顯示如此窄的脈沖信號，人眼根本無法看到。因此，首先要將其信號展寬到人眼可觀察到的合適的寬度，然后點(diǎn)亮其所對應(yīng)的發(fā)光二極管，呈現(xiàn)出所對應(yīng)的針孔大小等級，并維持一小段時間后，再自動熄滅。在離線或者在線靈敏度校驗中，通過對同一種大小的帶材試樣進(jìn)行檢測，觀察各個檢測模塊檢測出的針孔大小類別是否一致。若檢測結(jié)果不一致，則對具體模塊的檢測靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所有模塊的檢測靈敏度保持一致并達(dá)到檢測精度要求。參見圖2，圖2為本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖。針孔檢測設(shè)備由照射光源3和光電接收模塊4構(gòu)成。照射光源3和光電接收模塊4均呈“品”字型安裝在帶材I上下方，帶材I經(jīng)輸送輥2輸送。其中，照射光源3位于帶材I上部，光電接收模塊4位于帶材I下部，覆蓋住帶材I全寬度，并使用擋片將帶材I邊部進(jìn)行遮擋，防止過多環(huán)境光干擾。針孔檢測設(shè)備故障檢測信息(CF/TF信號)和針孔信息(H/M/S信號)輸入到本實(shí)用新型的信號采集和測試裝置5中。通過觀察本實(shí)用新型的信號采集和測試裝置5的發(fā)光二極管(LED指示燈)，就可以方便地判斷檢測設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，并結(jié)合帶材試樣上實(shí)際存在的針孔大小，以及各個接受模塊的測試結(jié)果，判斷出當(dāng)前檢測靈敏度是否符合要求。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均就包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，其特征是包括輸入信號、光耦隔離器和展寬電路，所述輸入信號包括小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H，所述展寬電路包括第一三極管，二極管、電阻、電容、反相器、第二三極管、發(fā)光二極管； 小針孔信號S、中針孔信號M、大針孔信號H經(jīng)過光耦隔離器U2后，所述小針孔信號S串接電阻R15后接第一三極管Ql基極，第一三極管Ql集電極接二極管Dl負(fù)極，二極管Dl正極并接電容C4和反相器UlA輸入端，電容C4另一端接地，電容C4串接電阻R2后接直流電源VCC，第一三極管Ql集電極串接電阻Rl后接直流電源VCC，反相器UlA輸出端串接電阻R7后接第二三極管Q6基極，第二三極管Q6集電極接發(fā)光二極管D4負(fù)極，發(fā)光二極管D4正極串接電阻R12后接直流電源VCC，第一三極管Ql和第二三極管Q6發(fā)射極接地； 所述中針孔信號M串接電阻R16后接第一三極管Q2基極，第一三極管Q2集電極接二極管D2負(fù)極，二極管D2正極并接電容C5和反相器UlA輸入端，電容C5另一端接地，電容C5串接電阻R3后接直流電源VCC，第一三極管Q2集電極串接電阻R5后接直流電源VCC，反相器UlA輸出端串接電阻R8后接第二三極管Q7基極，第二三極管Q7集電極接發(fā)光二極管D5負(fù)極，發(fā)光二極管D5正極串接電阻R13后接直流電源VCC，第一三極管Q2和第二三極管Q7發(fā)射極接地； 所述大針孔信號H串接電阻R17后接第一三極管Q3基極，第一三極管Q3集電極接二極管D3負(fù)極，二極管D3正極并接電容C6和反相器UlA輸入端，電容C6另一端接地，電容C6串接電阻R4后接直流電源VCC，第一三極管Q3集電極串接電阻R6后接直流電源VCC，反相器UlA輸出端串接電阻R9后接第二三極管Q8基極，第二三極管Q8集電極接發(fā)光二極管D6負(fù)極，發(fā)光二極管D6正極串接電阻R14后接直流電源VCC，第一三極管Q3和第二三極管Q8發(fā)射極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，其特征是所述輸入信號還包括自檢信號TF，自檢信號TF經(jīng)過光耦隔離器U2后，自檢信號TF串接電阻R18后接三極管Q4基極，三極管Q4集電極接發(fā)光二極管D7負(fù)極，發(fā)光二極管D7正極串接電阻RlO后接直流電源VCC，三極管Q4發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，其特征是所述輸入信號還包括故障診斷信號CF，故障診斷信號CF經(jīng)過光耦隔離器U3后，故障診斷信號CF串接電阻R19后接三極管Q5基極，三極管Q5集電極接發(fā)光二極管D8負(fù)極，發(fā)光二極管D8正極串接電阻Rll后接直流電源VCC，三極管Q5發(fā)射極接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于薄帶材針孔檢測設(shè)備的信號采集和測試裝置，包括輸入的小、中、大針孔信號S、M、H、光耦隔離器和展寬電路，所述小針孔信號S經(jīng)光耦隔離器U2后串接電阻R15和第一三極管Q1基極，三極管Q1集電極接二極管D1負(fù)極，二極管D1正極并接電容C4和反相器U1A輸入端，電容C4串接電阻R2后接直流電源VCC，三極管Q1集電極串接電阻R1和直流電源VCC，反相器U1A輸出端串接電阻R7和第二三極管Q6基極，三極管Q6集電極接發(fā)光二極管D4負(fù)極，發(fā)光二極管D4正極串接電阻R12和直流電源VCC，第一三極管Q1和第二三極管Q6發(fā)射極接地；所述中、大針孔信號M、H連接與小針孔信號S接法相同。
文檔編號G01N21/894GK202533385SQ201120538498
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者王康健, 石桂芬 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司