專利名稱：超聲波測距傳感器檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波測距傳感器檢測裝置。
背景技術(shù)：
超聲波測距傳感器目前廣泛應(yīng)用于石油勘探、開發(fā)的鉆井現(xiàn)場，實時測量鉆井液體積與鉆井液出口流量的相對變化，屬于標(biāo)準(zhǔn)的電流型傳感器(4 20mA)，其在鉆井現(xiàn)場的井控工作中起著重要的作用。它的性能檢測涉及以下五個方面。 I、最小檢測距離(對應(yīng)最大輸出電流20mA)。2、最大檢測距離(對應(yīng)最小輸出電流4mA)。3、盲區(qū)范圍。4、反應(yīng)速度。5、誤差。目前錄井行業(yè)對傳感器性能的檢測一般采用以下方法，且為手工操作；存在測量精度低、檢測時間慢、自動化程度低的問題。I、最小檢測距離檢測。按照說明書設(shè)定最小檢測距離，給傳感器接上標(biāo)準(zhǔn)的供電電源(24VDC)，將萬用表(電流檔)串接在超聲波測距傳感器電流的輸出電路中，安裝一個聲波遮擋板，使傳感器探頭垂直于聲波遮擋板，并且使傳感器探頭與聲波遮擋板的距離為最小檢測距離，讀取電流值，觀察傳感器檢測的距離，計算誤差。誤差=100%* (讀取的電流值-20)/20。2、最大檢測距離檢測。按照說明書設(shè)定最大檢測距離，給傳感器接上標(biāo)準(zhǔn)的供電電源(24VDC)，將萬用表(電流檔)串接在超聲波測距傳感器電流的輸出電路中，安裝一個聲波遮擋板，使傳感器探頭垂直于聲波遮擋板，并且使傳感器探頭與聲波遮擋板的距離為最大檢測距離，讀取電流值，觀察傳感器檢測的距離，計算誤差。誤差=100%* (讀取的電流值-4)/4。3、盲區(qū)檢測。移動聲波遮擋板，使探頭與聲波遮擋板的距離在盲區(qū)范圍內(nèi)，觀察傳感器距離顯示窗，應(yīng)顯示無反射信號的圖示。4、誤差檢測。按照程序文件的要求，對幾個點的信號輸出誤差進(jìn)行檢驗，手工調(diào)整聲波遮擋板與傳感器的相對位置，使聲波遮擋板在規(guī)定的校驗點上，用串接在電路中的萬用表測量輸出電流，計算誤差，檢查是否超標(biāo)。誤差=100%* (采集電流值-理論電流值)/理論電流值。5、反應(yīng)速度檢測。對反應(yīng)速度(聲波遮擋板以一定的速度移動，傳感器能夠檢測到信號的變化)這個性能沒有定量檢測方法，且易被忽視，導(dǎo)致不合格的傳感器被使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型就是針對上述問題，提供一種自動化程度高、檢測效率高、檢測準(zhǔn)確度高的超聲波測距傳感器檢測裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，本實用新型包括聲波遮擋板、傳輸帶、步進(jìn)電機(jī)、控制驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換控制器、電腦，其結(jié)構(gòu)要點控制驅(qū)動器端口分別與步進(jìn)電機(jī)端口、A/D轉(zhuǎn)換模塊端口、轉(zhuǎn)換控制器端口相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊端口與超聲波測距傳感器端口相連，轉(zhuǎn)換控制器端口與電腦端口相連，聲波遮擋板設(shè)置在傳輸帶上，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動傳輸帶轉(zhuǎn)動。作為一種優(yōu)選方案，本實用新型還包括第一限位件、第二限位件和米尺，第一限位件和第二限位件設(shè)置在所述聲波遮擋板的移動路徑上且可與聲波遮擋板接觸產(chǎn)生限位信號，第一限位件和第二限位件的信號輸出端口與所述控制驅(qū)動器端口相連；第一限位件、第 二限位件設(shè)置在米尺上。作為另一種優(yōu)選方案，本實用新型所述轉(zhuǎn)換控制器為CAN-RS232轉(zhuǎn)換控制器。本實用新型有益效果本實用新型通過聲波遮擋板、傳輸帶、步進(jìn)電機(jī)、控制驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換控制器、電腦的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)對超聲波測距傳感器性能檢測的自動化，提高了檢測效率和檢測的準(zhǔn)確度。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進(jìn)一步說明。本實用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型電路原理框圖。圖3是本實用新型檢測軟件界面圖。圖I中，I為超聲波測距傳感器、2為步進(jìn)電機(jī)、3為控制驅(qū)動器、4為電腦、5為A/D轉(zhuǎn)換模塊、6為供電模塊、7為米尺、8為聲波遮擋板、9為傳輸帶、10為轉(zhuǎn)換控制器、11為第二限位件、12為第一限位件。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括聲波遮擋板8、傳輸帶9、步進(jìn)電機(jī)2、控制驅(qū)動器3、A/D轉(zhuǎn)換模塊5、轉(zhuǎn)換控制器10、電腦4，控制驅(qū)動器3端口分別與步進(jìn)電機(jī)2端口、A/D轉(zhuǎn)換模塊5端口、轉(zhuǎn)換控制器10端口相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊5端口與超聲波測距傳感器I端口相連，轉(zhuǎn)換控制器10端口與電腦4端口相連，聲波遮擋板8設(shè)置在傳輸帶9上，步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動傳輸帶9轉(zhuǎn)動。本實用新型還包括第一限位件12、第二限位件11和米尺7，第一限位件12和第二限位件11設(shè)置在所述聲波遮擋板8的移動路徑上且可與聲波遮擋板8接觸產(chǎn)生限位信號，第一限位件12和第二限位件11的信號輸出端口與所述控制驅(qū)動器3端口相連；第一限位件12、第二限位件11設(shè)置在米尺7上。通過第一限位件12、第二限位件11和米尺7便于聲波遮擋板8位置的設(shè)定。所述轉(zhuǎn)換控制器10為CAN-RS232轉(zhuǎn)換控制器。如圖2所示，電腦4指令通過CAN-RS232發(fā)送指令到控制驅(qū)動器3，通過控制驅(qū)動器3控制步進(jìn)電機(jī)2按照指定的時序(旋轉(zhuǎn)方向、速度轉(zhuǎn)動、運(yùn)動時間等)旋轉(zhuǎn)，其中A+、A-、B+、B-是方向定位的功能，V+是輸入電源、GND是電源地、CANH和CANL是CAN通訊口，AG是傳感器信號地，SI是超聲波傳感器信號入口，S2是1#限位信號入口，S3是2#限位入口。如圖3所示，(I)最小檢測距離(最大信號輸出20mA)檢測。在液位手動測試面板上，輸入“距離”參數(shù)為最小檢測距離值后，其它參數(shù)默認(rèn)值即可，按“復(fù)位”鍵后，在點“清空數(shù)據(jù)”鍵后，點擊“啟動測試”鍵，步進(jìn)電機(jī)2調(diào)整聲波遮擋 板8位置，使聲波遮擋板8與探頭間距為最小檢測距離，讀取軟件采集的傳感器檢測信號，程序自動檢查誤差是否超標(biāo)。誤差=100%* (讀取的電流值-20)/20。(2)最大檢測距離(最小信號輸出4mA)檢測。在液位手動測試面板上，輸入“距離”參數(shù)為最大檢測距離值后，其它參數(shù)默認(rèn)值即可，按“復(fù)位”鍵后，在點“清空數(shù)據(jù)”鍵后，點擊“啟動測試”鍵，步進(jìn)電機(jī)2調(diào)整聲波遮擋板8位置，使聲波遮擋板8與探頭間距為最大檢測距離，讀取軟件采集的傳感器檢測信號，程序自動檢查誤差是否超標(biāo)。誤差=100%* (讀取的電流值-4)/4。(3)盲區(qū)檢測。通過軟件設(shè)置聲波遮擋板8的初始位置為0(探頭與聲波遮擋板8初始距離為0)，設(shè)置最終點位置為盲區(qū)的最大值，設(shè)置一個相對小的運(yùn)行速度，按“復(fù)位”鍵后，在點“清空數(shù)據(jù)”鍵后，點擊“啟動測試”鍵，步進(jìn)電機(jī)2帶動聲波遮擋板8從0運(yùn)動到盲區(qū)最大距離，從采集軟件窗口觀察傳感器有無變化的檢測信號輸出，如果有，判斷盲區(qū)與說明書不一致。(4)反應(yīng)速度檢測。在液位手動測試面板上，輸入“距離”建議大于I米，輸入“移動速度”參數(shù)為傳感器給定的響應(yīng)速度值，其它參數(shù)默認(rèn)值即可，按“復(fù)位”鍵后，在點“清空數(shù)據(jù)”鍵后，點擊“啟動測試”鍵，步進(jìn)電機(jī)2帶動聲波遮擋板8從初始位置以設(shè)定的速度勻速運(yùn)動到終點位置，從軟件窗口觀察傳感器信號輸出，如果沒有變化的信號，說明傳感器的反應(yīng)速度有問題。(5)誤差檢測。在測試方案面板上，通過一組一組手動輸入測試的速度和距離參數(shù)，速度小于傳感器的響應(yīng)速度，距離在最大檢測距離和最小檢測距離的范圍內(nèi)，最多輸入20個點的位置，設(shè)定適當(dāng)?shù)拿畎l(fā)送間隔時間，在點“清空數(shù)據(jù)”鍵后，點擊“啟動測試”鍵，根據(jù)每組給定的參數(shù)步進(jìn)電機(jī)2調(diào)整聲波遮擋板8位置，使傳感器停留在檢測點，軟件采集自動接收傳感器信號電流值，與理論信號電流值進(jìn)行誤差計算，自動檢查誤差是否超標(biāo)。通過軟件系統(tǒng)自動計算誤差。在傳感器上和采集軟件上設(shè)定最大檢測距離M，理論對應(yīng)4mA電流值；設(shè)定最小檢測距離N，對應(yīng)20mA電流值,在檢測范圍內(nèi)的任意一處(距離為X)的傳感器信號電流值I的理論值為I = ( (20-4) *X) / (N-M) +4- ((20-4) *M) /(N-M)0誤差=100%* (采集電流值-理論電流值)/理論電流值。[0050]
以下結(jié)合
本實用新型的動作過程。連接好各部件，開啟系統(tǒng)供電，啟動軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)使聲波遮擋板8復(fù)位(聲波遮擋板8向第一限位件12移動，當(dāng)碰到第一限位件12后，反向向第二限位件11移動，當(dāng)碰到第二限位件11后停止)，使聲波遮擋板8停止在固定位置。此后，電腦4按照用戶設(shè)定的時序(運(yùn)移距離、速度)，通過控制驅(qū)動器3控制步進(jìn)電機(jī)2的運(yùn)動(包括方向、速度、運(yùn)行時間)，從而驅(qū)動聲波遮擋板8的運(yùn)動。這時超聲波測距傳感器I產(chǎn)生模擬數(shù)字信號反饋給A/D轉(zhuǎn)換模塊5，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換(即模擬信號到數(shù)字信號)送入控制驅(qū)動器3，控制驅(qū)動器3將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)字信號送入轉(zhuǎn)換控制器10，經(jīng)過轉(zhuǎn)換控制器10轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)字信號進(jìn)入電腦4的采集系統(tǒng)。可以理解的是，以上關(guān)于本實用新型的具體描述，僅用于說明本實用新型而并非 受限于本實用新型實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.超聲波測距傳感器檢測裝置，包括聲波遮擋板(8)、傳輸帶(9)、步進(jìn)電機(jī)(2)、控制驅(qū)動器(3)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)、轉(zhuǎn)換控制器(10)、電腦(4)，其特征在于控制驅(qū)動器(3)端口分別與步進(jìn)電機(jī)(2)端口、A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)端口、轉(zhuǎn)換控制器(10)端口相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊(5 )端口與超聲波測距傳感器(I)端口相連，轉(zhuǎn)換控制器(10 )端口與電腦(4 )端口相連，聲波遮擋板(8 )設(shè)置在傳輸帶(9 )上，步進(jìn)電機(jī)(2 )驅(qū)動傳輸帶(9 )轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述超聲波測距傳感器檢測裝置，其特征在于還包括第一限位件(12)、第二限位件(11)和米尺(7)，第一限位件(12)和第二限位件(11)設(shè)置在所述聲波遮擋板(8)的移動路徑上且可與聲波遮擋板(8)接觸產(chǎn)生限位信號，第一限位件(12)和第二限位件(11)的信號輸出端口與所述控制驅(qū)動器(3)端口相連；第一限位件(12)、第二限位件(11)設(shè)置在米尺(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述超聲波測距傳感器檢測裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換控制器(10)為CAN-RS232轉(zhuǎn)換控制器。
專利摘要超聲波測距傳感器檢測裝置屬于檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波測距傳感器檢測裝置。本實用新型提供一種自動化程度高、檢測效率高、檢測準(zhǔn)確度高的超聲波測距傳感器檢測裝置。本實用新型包括聲波遮擋板、傳輸帶、步進(jìn)電機(jī)、控制驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換控制器、電腦，其結(jié)構(gòu)要點控制驅(qū)動器端口分別與步進(jìn)電機(jī)端口、A/D轉(zhuǎn)換模塊端口、轉(zhuǎn)換控制器端口相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊端口與超聲波測距傳感器端口相連，轉(zhuǎn)換控制器端口與電腦端口相連，聲波遮擋板設(shè)置在傳輸帶上，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動傳輸帶轉(zhuǎn)動。
文檔編號G01S7/52GK202502247SQ201220098760
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者任輝亮, 張昆, 李東軍 申請人:中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司錄井公司