1. 基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，其特征是：該系統(tǒng)主要由陣列式探測(cè)器7、脈沖信號(hào)發(fā)生模塊5、信號(hào)調(diào)理電路8、功率放大器6、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊9、控制器10、無(wú)線透?jìng)髂K11和上位機(jī)12構(gòu)成。系統(tǒng)采用無(wú)線透?jìng)魍ㄐ偶夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)隔膜片的缺陷和損傷數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，其特征是：所述的柔性PCB電路板有四層結(jié)構(gòu)，頂層為傳感層主要安放磁傳感器，中間兩層為傳感器終端節(jié)點(diǎn)層，底層為激勵(lì)層。磁傳感器采用線性磁傳感器TMR2102，TMR2102排列在頂層間距0.5mm，在磁傳感器相對(duì)應(yīng)的底層布滿銅作為激勵(lì)層，中間兩層作為終端節(jié)點(diǎn)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，其特征是：所述的無(wú)線透?jìng)髂K由合方圓公司生產(chǎn)的GU906芯片及其外圍電路構(gòu)成，其中ipex轉(zhuǎn)sma線然后接ＧＳＭ天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，其特征是：模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用德州儀器生產(chǎn)的24位ADS1256芯片，每個(gè)芯片有八個(gè)輸入通道；模擬參考電壓采用美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的ADR431芯片。
基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，屬于測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隔膜泵自從誕生以就被廣泛的應(yīng)用于輸送領(lǐng)域。隔膜泵是往復(fù)泵的一種，用彈性薄膜，耐腐蝕彈性金屬片將泵分隔成互不相通的兩部分，分別是被輸送液體和活柱存在的區(qū)域。這樣，活柱不與輸送的液體接觸�；钪耐鶑�(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)同側(cè)的介質(zhì)傳遞到隔膜上，使隔膜亦作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)被輸送液體經(jīng)球形活門吸入和排出。在工業(yè)生產(chǎn)中，隔膜泵主要用于輸送腐蝕性液體或含有固體懸浮物的液體。它依靠一個(gè)隔膜片的來(lái)回鼓動(dòng)而改變工作室容積來(lái)吸入和排出液體的。
隔膜片是最容易損壞的零部件，它又在隔膜泵工作中起著至關(guān)重要的作用。一旦隔膜片損壞沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以對(duì)隔膜片的在線監(jiān)測(cè)是必要的。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和信息管理技術(shù)的快速發(fā)展，監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步由集中走向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和集成化。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是重要組成部分，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，還能夠確保生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備的安全性，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，體現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)的緊密聯(lián)系。GPRS透?jìng)髂K具有傳輸速率快，無(wú)距離限制等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳輸領(lǐng)域。使用無(wú)線傳輸不僅提高了監(jiān)測(cè)效率、節(jié)約了成本、避免了有線設(shè)備的損壞幾率，還提高了管理效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利要解決的技術(shù)問(wèn)題是：本發(fā)明專利提出一種基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，目的是解決現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)中存在的問(wèn)題。利用渦流檢測(cè)技術(shù)，可以通過(guò)隔膜片內(nèi)部磁場(chǎng)的變化分析出隔膜片的缺陷和損傷情況；利用柔性電路板的柔軟性特點(diǎn)，可以將陣列探測(cè)器PCB板貼附在隔膜泵上，它可以跟隨隔膜片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，只要安裝合理它既不會(huì)因?yàn)楦裟て拇蠓冗\(yùn)動(dòng)而脫落，也不會(huì)干擾到隔膜片的正常工作；利用特殊形狀的陣列式探測(cè)器可以進(jìn)行多點(diǎn)采集的特點(diǎn)，可以采集到整個(gè)試件內(nèi)部缺陷和損傷情況；利用無(wú)線傳輸技術(shù)，能夠及時(shí)地將采集到的數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)存儲(chǔ)分析顯示，并簡(jiǎn)化了車間到上位機(jī)之間的復(fù)雜連線，節(jié)省了成本。這種檢測(cè)方式不僅提高了檢測(cè)效率、節(jié)約了成本，還提高了管理效率，給試件的檢測(cè)帶來(lái)了極大的便利。其結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)υ嚰M(jìn)行無(wú)線低功耗在線檢測(cè)；擴(kuò)展方便、適用范圍廣、安全可靠同時(shí)還節(jié)省人力，并且一旦設(shè)備連接成功，其操作方便因而使用性強(qiáng)，推廣性強(qiáng)。
本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案：所述的基于柔性PCB技術(shù)的脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在隔膜片上的應(yīng)用，屬于測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域。本系統(tǒng)主要由柔性電路板組成的陣列探測(cè)器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)理電路、功率放大器、控制器、無(wú)線透?jìng)髂K、A/D轉(zhuǎn)換模塊和上位機(jī)構(gòu)成。在隔膜泵的隔膜片上安裝由柔性電路板構(gòu)成的陣列探測(cè)器，使電路板帖附在隔膜片上。柔性電路板的外形與隔膜片相似，并使柔性電路板跟隨隔膜片的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，保證電路板上的TMR磁傳感器能夠監(jiān)測(cè)到整個(gè)隔膜片。
工作過(guò)程中，脈沖信號(hào)發(fā)生器在控制器的控制器下產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制波形也就是PWM波，PWM波經(jīng)過(guò)功率放大器放大驅(qū)動(dòng)柔性電路板最下層的激勵(lì)線圈；TMR磁傳感器采集到次生磁場(chǎng)和原生磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，如果試件有缺陷或損傷則合成磁場(chǎng)中包含試件的缺陷或損傷信息；這種合成磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化的電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊后在24位高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，將數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI通訊傳輸至控制器中，控制器在通過(guò)無(wú)線透?jìng)髂K將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的上位機(jī)中，控制器與無(wú)線透?jìng)髂K采用USART串口通訊。
所述的陣列式探測(cè)器由四層的柔性PCB板構(gòu)成，柔性電路板的外形與隔膜片相同，頂層主要放置若干TMR磁傳感器和其他元器件，TMR磁傳感器以間隔0.5mm的距離均勻的排布在電路板上，中間兩層為終端節(jié)點(diǎn)層，底層為激勵(lì)層在相應(yīng)的TMR線性磁傳感器的下方布滿銅，當(dāng)通入被放大的脈沖寬度調(diào)制波形后用于在待測(cè)隔膜片上產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)入磁傳感器下方布銅區(qū)域的入口布銅寬度為0.4mm。當(dāng)激勵(lì)層通入脈沖寬度調(diào)制波性，就可以通過(guò)磁傳感器采集整個(gè)隔膜片內(nèi)部的磁場(chǎng)變化情況，以探測(cè)整個(gè)隔膜片內(nèi)部的缺陷和損傷情況。因?yàn)锳DS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片具有有8個(gè)24位的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口，所以就可以很方便的將每個(gè)磁傳感器的輸出端連接在信號(hào)調(diào)理電路上，再將信號(hào)調(diào)理電路的各輸出端分別連在ADS1256模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的各通道上。
所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊由ADS1256芯片及其外圍電路構(gòu)成。每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬輸入部分包含8路單端輸入或是4組差分輸入，這里將AINCOM引腳接地設(shè)置為8路單端輸入。輸入信號(hào)范圍：0V～+5V 不加分壓電阻，輸入精度為24Bit，最大采樣頻率30KHz；通過(guò)CS片選引腳選擇相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換模塊開(kāi)啟轉(zhuǎn)換模式；電源功耗:為+5V、100mA，工作溫度: -25℃～80℃。其模擬地、數(shù)字地與電源地分開(kāi)布線，防止互相干擾，其中模擬地與數(shù)字地之間還要通過(guò)0歐的電阻相隔離。參考電壓VREFN通過(guò)49.9歐的電阻接地，VREFP通過(guò)49.9歐的電阻接2.5V電壓，并且VREFN與VREFP之間通過(guò)47uF、0.1uF和100pF的電容連接。XTAL1和XTAL2引腳接7.68M晶振，并通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的18pF電容接地。SCLK時(shí)鐘引腳、DIN數(shù)據(jù)輸入引腳、DOUT數(shù)據(jù)輸出引腳和DRADAY標(biāo)志位引腳分別接控制芯片的PA5、PA6、PA7和PA4引腳，因?yàn)镻A5、PA6和PA7為控制器的SPI1通訊引腳，PA4作為普通I/O口接受來(lái)自DRADAY引腳的轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位。ADS1256的8個(gè)模擬輸入端口AIN0—AIN7分別通過(guò)301歐的電阻接來(lái)自信號(hào)調(diào)理模塊出來(lái)的模擬信號(hào)。由于AIN0與AIN1、AIN2與AIN3、AIN4與AIN5、AIN6與AIN7之間在芯片內(nèi)部是有默認(rèn)差分關(guān)系的，所以在她們之間通過(guò)并聯(lián)電容的方式去除干擾。A/D轉(zhuǎn)換芯片的AVDD供5V電壓，DVDD供3.3V電壓，但是這兩個(gè)引腳不能直接與LM2596芯片和1117芯片產(chǎn)生的5V和3.3V電壓連接，需要經(jīng)過(guò)磁珠和電容濾波后方可接入。
在上述A/D轉(zhuǎn)換模塊中使用的2.5V參考電壓是由美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的電壓基準(zhǔn)芯片ADR431通過(guò)5V電壓轉(zhuǎn)換得到的。5V電壓通過(guò)0.1uF和10uF兩個(gè)電容并聯(lián)濾波后接到ADS431的引腳2上，引腳4接地，引腳6通過(guò)10uF的電容后接入A/D轉(zhuǎn)換芯片的VREFP引腳。ADR431的其他引腳懸空。
所述的信號(hào)調(diào)理電路由放大電路、濾波電路和輸出端口構(gòu)成，其中放大器由三運(yùn)放差分放大電路構(gòu)成，兩個(gè)OPA335芯片構(gòu)成差分放大部分，再串聯(lián)一個(gè)UA741CD放大電路。探頭的兩個(gè)輸出端分別連接在兩個(gè)OPA335放大器的正負(fù)端進(jìn)行差分放大，利用差分放大電路的對(duì)稱性和負(fù)反饋作用，有效地穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；濾波電路采用二階RC有源低通濾波器的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)為兩個(gè)一階低通濾波電路和一個(gè)UA741CD運(yùn)算放大器串聯(lián)構(gòu)成。濾波器中UA741CD放大電路具有輸入阻抗高，輸出阻抗低的特點(diǎn)，使電路在濾波的同時(shí)還可以將有用信號(hào)頻率進(jìn)行放大；濾波器電路中還設(shè)計(jì)了反饋網(wǎng)絡(luò)，其作用是輸出電壓能夠通過(guò)反饋元件對(duì)放大電路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而牽制了輸出電壓的變化，最后達(dá)到輸出穩(wěn)定平衡。該濾波器的的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、不需要磁屏蔽，其作用就是將信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、遠(yuǎn)傳，與傳感器配合使用，能夠提高系統(tǒng)的適應(yīng)度和環(huán)境可靠性。
所述的功率放大器采用LM386模塊，最大增益達(dá)到200。該模塊的-INPUT引腳接地，+INPUT引腳接收來(lái)自控制芯片stm32f103產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制波形。在輸出端口連接濾波電容和電解電容，濾波電容用于濾除輸出信號(hào)的交流成分，退耦電容用于補(bǔ)償濾波電容的高頻缺陷，使輸出信號(hào)的線性更好。
所述的控制器由stm32f103芯片及其外圍電路構(gòu)成，外圍電路包括晶振、復(fù)位電路、備用電池、SWD下載電路、FLASH存儲(chǔ)器電路和供電電路；其中供電電路包括5V直流電壓輸入電路和5V轉(zhuǎn)3.3V電路，5V直流電壓輸入電路采用MP2359芯片，5V轉(zhuǎn)3.3V電路采用AMS1117芯片，電源與地之間接入并聯(lián)的12個(gè)104電容；FLASH存儲(chǔ)器電路采用W25Q128芯片。
本發(fā)明專利的有益效果：在隔膜泵的隔膜片上安裝柔性PCB電路板，使得由柔性PCB電路板構(gòu)成的陣列式探測(cè)器可以帖敷在隔膜片上，隨著隔膜片的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隔膜片上每個(gè)點(diǎn)的缺陷和損傷情況；使用無(wú)線透?jìng)髂K傳輸數(shù)據(jù)，傳輸沒(méi)有距離限制，省去布線的麻煩，易于升級(jí)維護(hù)；柔性電路板構(gòu)成的陣列式探測(cè)器加上無(wú)線透?jìng)髂K，可以及時(shí)有效地遠(yuǎn)程獲取生產(chǎn)車間內(nèi)隔膜泵上隔膜片的缺陷與損傷情況；不僅節(jié)約了成本、避免了有線設(shè)備的損壞幾率，還提高了管理效率，給生產(chǎn)試件的檢測(cè)帶來(lái)了極大的便利，節(jié)省了人力成本；體積小，操作方便，推廣性較好，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明專利的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明專利控制器電路圖
圖3為本發(fā)明專利系統(tǒng)晶振電路圖
圖4為本發(fā)明專利5V和3.3V供電電路圖
圖5為本發(fā)明專利模擬電路參考電壓電路圖
圖6為本發(fā)明專利4.2V供電電路圖
圖7為本發(fā)明專利功率放大器電路圖
圖8為本發(fā)明專利線性線性TMR磁傳感器電路圖
圖9為本發(fā)明專利信號(hào)調(diào)理模塊電路圖
圖10為本發(fā)明專利模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路圖
圖11為本發(fā)明專利的無(wú)線透?jìng)髂K電路圖
圖12為本發(fā)明專利SIM卡座電路圖
圖13為本發(fā)明專利擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路圖
圖14為本發(fā)明專利指示燈電路圖
圖15為本發(fā)明專利脈沖發(fā)生器電路圖
圖16為本發(fā)明專利柔性電路板結(jié)構(gòu)示意圖
圖17為本發(fā)明專利部分電路板布局及走線圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明專利做進(jìn)一步說(shuō)明，以方便技術(shù)人員理解。
如圖1所示：為了能對(duì)隔膜泵上隔膜片進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，本發(fā)明專利主要由柔性電路板組成的陣列式探測(cè)器、脈沖信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)調(diào)理電路、功率放大器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、無(wú)線透?jìng)髂K和上位機(jī)組成。其中功率放大器與脈沖信號(hào)發(fā)生器連接是為了放大脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的PWM波形，然后將放大后的PWM波形通入柔性電路板最底層的激勵(lì)線圈上；信號(hào)調(diào)理電路與柔性電路板頂層線性TMR磁傳感芯片的輸出端連接，為了給線性TMR磁傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大濾波；信號(hào)調(diào)理電路的輸出端又與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入通道連接，使模擬信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI通訊協(xié)議傳輸入控制器中，再由控制器控制通過(guò)無(wú)線透?jìng)髂K通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，控制器與無(wú)線透?jìng)髂K之間通過(guò)USART串口通訊。
如圖2所示：上述控制器由stm32f103芯片及其外圍電路構(gòu)成，外圍電路主要包括晶振、復(fù)位電路、SWD下載端口、FLASH存儲(chǔ)器電路和供電電路。其中SWD端口用來(lái)向芯片內(nèi)下載程序，該端口電路有四個(gè)引腳供電引腳、SWDIO引腳、SWCLK引腳和地引腳，SWCLK是時(shí)鐘引腳，SWDIO引腳發(fā)送數(shù)據(jù)，該端口為3.3V供電，與控制芯片stm32f103通過(guò)USART進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，SWDIO引腳和SWCLK引腳分別與控制芯片的PA13和PA14 引腳連接，用于接收數(shù)據(jù)。FLASH存儲(chǔ)器電路采用W25Q128芯片，與控制芯片通過(guò)SPI串口方式通訊，控制芯片內(nèi)部自帶SPI通訊引腳，W25Q128芯片的CLK引腳、SI引腳和SO引腳分別連接在控制芯片的SPI1_SCK、SPI1_MOSI和SPI1_MISO引腳上。
如圖3所示：控制器采用8M晶振。
如圖4所示：供電電路包括5V直流電壓輸入電路和5V轉(zhuǎn)3.3V電路。5V直流電壓輸入電路采用MP2359芯片，5V轉(zhuǎn)3.3V電路采用AMS1117芯片，電源與地之間接入并聯(lián)的12個(gè)104電容。
如圖5所示：模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中采用2.5v的模擬電壓，5v電壓經(jīng)過(guò)兩個(gè)濾波電容進(jìn)入ADR431芯片的2輸入引腳，4引腳接地，6引腳經(jīng)過(guò)一個(gè)104電容輸出2.5v，其他引腳為NC引腳懸空。
如圖6所示：5V轉(zhuǎn)4.2V電壓電路，采用Micrel Semiconductor公司生產(chǎn)的MIC29302芯片，輸入5V電壓與3引腳地之間連接10uf/10v的鉭電容，輸出端采用104電容和220uf/10v的鉭電容濾波，輸出的4.2V電壓為無(wú)線透?jìng)髂K供電。
如圖7所示：功率放大器采用LM386模塊，最大增益達(dá)到200。本系統(tǒng)的PWM波形通過(guò)控制器的定時(shí)器1通道3產(chǎn)生，也就是PE13引腳。PE13引腳上的PWM波形經(jīng)過(guò)一個(gè)二階低通濾波電路后連接在功率放大器的輸入引腳+INPUT，功率放大器的另一個(gè)-INPUT引腳接地，Vout引腳連接激勵(lì)線圈。
如圖8所示：柔性電路板頂層放置TMR磁傳感器芯片，TMR磁傳感器采用TMR2102芯片，該芯片屬于大范圍線性磁傳感器，該芯片特點(diǎn)和好處是采用隧道磁電阻技術(shù)、高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍、非常低的功耗、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、非常低的磁滯、兼容廣泛的電源電壓，在-150高斯到30高斯內(nèi)是線性的。該芯片6引腳為VCC引腳，5V電壓經(jīng)過(guò)兩個(gè)濾波電容后為該芯片供電，3、4引腳接地，5引腳為輸出引腳，經(jīng)過(guò)1k電阻與滑動(dòng)變阻器相連，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得初始狀態(tài)輸出為零。
如圖9所示：信號(hào)調(diào)理電路由放大和濾波電路構(gòu)成，其中放大器由三運(yùn)放差分放大電路構(gòu)成，兩個(gè)OPA335芯片構(gòu)成差分放大部分，再串聯(lián)一個(gè)UA741CD放大電路。探頭的兩個(gè)輸出端分別連接在兩個(gè)OPA335放大器的正負(fù)端進(jìn)行差分放大，利用差分放大電路的對(duì)稱性和負(fù)反饋作用，有效地穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；濾波電路采用二階RC有源低通濾波器的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)為兩個(gè)一階低通濾波電路和一個(gè)UA741CD運(yùn)算放大器串聯(lián)。濾波器中UA741CD放大電路具有輸入阻抗高，輸出阻抗低的特點(diǎn)，使電路在濾波的同時(shí)還可以將有用信號(hào)頻率進(jìn)行放大；濾波器電路中還設(shè)計(jì)了反饋網(wǎng)絡(luò)，其作用是輸出電壓通過(guò)反饋元件對(duì)放大電路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而牽制了輸出電壓的變化，最后達(dá)到輸出穩(wěn)定平衡。該濾波器的的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、不需要磁屏蔽，其作用就是將信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、遠(yuǎn)傳，與傳感器配合使用，能夠提高系統(tǒng)的適應(yīng)度和環(huán)境可靠性。
如圖10所示：模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的24為高精度的ADS256芯片。引腳1為芯片的模擬電壓供電引腳，5v電壓通過(guò)Risym公司生產(chǎn)的30R 5A的0805貼片大電流磁珠后再經(jīng)過(guò)電源濾波電容與AVCC連接，為了防止5v電源對(duì)模擬電源的干擾。2引腳與17引腳分別為模擬地與數(shù)字地，為了使模擬地與數(shù)字地分開(kāi)，兩個(gè)地分別布線并且在他們之間通過(guò)一個(gè)零歐的電阻連接。該芯片采用7.68M晶振。AINCOM引腳接地則表示八個(gè)輸入端口為單獨(dú)按輸入模式，如果AINCOM引腳懸空則表示兩個(gè)相鄰的引腳之間是差分輸入模式，這里將AINCOM引腳接地，設(shè)置為八路單端輸入模式，并且每相鄰的兩個(gè)引腳之間接入0.1UF和100PF的電容。
如圖11所示：為GPRS無(wú)線透?jìng)髂K，該模塊采用深圳合方圓公司生產(chǎn)的帶DTU功能的GU906模塊，該模塊的7、8、9、10引腳分別連接SIM卡的VCC、RST、CLK和I/O引腳。34、35引腳為4.2V供電引腳，31、32引腳是與SIM通訊的TXD、RXD引腳，GSM_ANT引腳為ipex接線端口，通過(guò)ipex轉(zhuǎn)sma線和GSM天線連接，增加信號(hào)強(qiáng)度。
如圖12所示：為SIM卡座電路圖，插入電話卡即可利用流量傳輸數(shù)據(jù)。其中2引腳懸空，3引腳接地，1、4、5、6引腳分別為I/O引腳、CLK引腳、RST引腳和VCC引腳與無(wú)線透?jìng)髂K連接。
如圖13所示：為擴(kuò)展的FLASH存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器通過(guò)SPI通訊方式與控制連接。該芯片的片選引腳、時(shí)鐘引腳、接收與發(fā)送引腳分別與控制器的PC6、PB13、PB14、PB15連接，PB13、PB14和PB15引腳可以通過(guò)軟件設(shè)置端口復(fù)用功能，使其成為SPI通訊接口。
如圖14所示：為3.3V電源提示燈和GU906無(wú)線透?jìng)髂K的系統(tǒng)提示燈。當(dāng)3.3V電源正常供電和GU906芯片供電成功時(shí)，這兩個(gè)提示燈發(fā)光表示供電工作正常。
如圖15所示：為脈沖信號(hào)發(fā)生器，采用NE555芯片。
如圖16所示：為柔性PCB電路板的結(jié)構(gòu)示意圖，D區(qū)域的紅色部分表示頂層的磁傳感器芯片，芯片與芯片之間距離0.5mm，C區(qū)域?yàn)榈讓拥募?lì)線圈及其引出線，AB區(qū)域?yàn)橹虚g層走線。3、4為終端節(jié)點(diǎn)。
如圖17所示：為該系統(tǒng)的部分電路布線圖，加粗的部分為電源走線為40mil寬，信號(hào)線均為10mil寬，芯片引出線采用淚滴設(shè)置，雙層板結(jié)構(gòu)以減少成本，大面積網(wǎng)格敷銅，敷銅間距采用20mil，元器件間距最小設(shè)為5mil。板上器件均采用貼片封裝，使電路板更小巧，更便于安裝在設(shè)備上。
在隔膜泵的隔膜片上安放一個(gè)由柔性PCB電路板構(gòu)成的陣列式探測(cè)器，陣列式探測(cè)器呈圓形，外形與隔膜片相似，以便能使探頭完全包裹住試件。陣列式探測(cè)器是固定在隔膜片上的，隨著隔膜片的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，就可以很方便的探測(cè)整個(gè)試件內(nèi)部的缺陷和損傷情況。將脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出的PWM波形I/O口與功率放大器的輸入端口+INPUT連接，功率放大器的-INPUT引腳接地，PWM波形在功率放大器內(nèi)進(jìn)行放大；功率放大器的Vout輸出引腳與探頭的激勵(lì)線圈端連接，使放大后的PWM波驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈；放大后的PWM波驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈后，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生的電磁場(chǎng)由兩部分疊加而成：一部分是直接從線圈中耦合出的一次電磁場(chǎng)也叫做原生磁場(chǎng)，另一部分是試件中感應(yīng)出的渦流場(chǎng)所產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)又稱次生磁場(chǎng)。矩陣探頭各傳感器部分采集次生磁場(chǎng)和原生磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；探頭輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的集成差分放大部分的兩端連接，在信號(hào)調(diào)理電路6內(nèi)進(jìn)行放大和兩次低通濾波；使各信號(hào)調(diào)理電路的輸出端口分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊各通道連接，使放大濾波后的模擬信號(hào)從信號(hào)調(diào)理電路的輸出端口傳輸?shù)紸DS1256芯片，在24位A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI通訊方式傳輸?shù)娇刂破鲀?nèi)，再經(jīng)過(guò)控制器控制通過(guò)無(wú)線透?jìng)髂K傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
當(dāng)隔膜片的缺陷和損傷程度達(dá)到我們要求的最大值，控制器1會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警指令。操作員通過(guò)上位機(jī)軟件可遠(yuǎn)程及時(shí)獲取車間內(nèi)設(shè)備情況，并可通過(guò)按鍵命令的方式遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
本發(fā)明專利通過(guò)具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明的，在不脫離本發(fā)明專利范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本發(fā)明專利不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施過(guò)程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
