專利名稱:一種波形測厚儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種波形測厚儀，它包括殼體、探頭和主機，殼體的外側(cè)面上設(shè)置發(fā)射接口和接收接口，探頭通過發(fā)射接口和接收接口與主機連接，主機設(shè)置在殼體內(nèi)，主機包括主控模塊、發(fā)射模塊、波形生成模塊、接收模塊、信號放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、人機交互模塊和閘門生成模塊；主機通過發(fā)射接口激勵探頭發(fā)出脈沖超聲波，探頭將探測到的模擬回波信號通過接收接口反饋給主機，主機計算得到待測工件的厚度值同時生成回波波形圖并進行顯示。本實用新型帶有回波波形顯示功能，能夠輔助操作者對待測工件的厚度進行判斷，從而能夠避免測量結(jié)果誤報的問題。本實用新型在測厚的同時還具有簡易的探傷功能。
【專利說明】
一種波形測厚儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于無損檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波形測厚儀。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波測厚技術(shù)作為無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的重要部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。超聲波測厚儀主要是根據(jù)超聲波脈沖-反射原理來進行厚度測量的，當探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過待測物體到達材料分界面時，脈沖被反射并被探頭接收，通過精確測量超聲波在待測物體中傳播的時間來確定待測物體的厚度。這種情況下需要扣除超聲波在探頭延時塊中傳播的時間，故需要對探頭進行零點校準。
[0003]另一種常見的超聲波測厚原理是利用超聲波在待測物體中傳播兩次所獲得的兩個底面反射波之間的時間來計算厚度值，這種方法的優(yōu)點是不用對探頭進行零點校準，缺點是測量范圍小，需要很強的二次反射回波，且二次反射回波的位置不好確定，故對探頭的性能要求較高。
[0004]當待測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況復(fù)雜不易判斷，或者待測物體的表面存在涂層時，采用傳統(tǒng)的超聲波測厚儀對待測物體的厚度進行測量往往會出現(xiàn)誤報的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提供了一種波形測厚儀，利用該波形測厚儀對待測工件的厚度進行測量時能夠避免測量結(jié)果誤報的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種波形測厚儀包括殼體、探頭和主機，所述殼體的外側(cè)面上設(shè)置發(fā)射接口和接收接口，所述探頭通過所述發(fā)射接口和接收接口與所述主機連接，所述主機設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述主機包括主控模塊、發(fā)射模塊、波形生成模塊、接收模塊、信號放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、人機交互模塊和閘門生成模塊；
[0007]所述主控模塊與所述發(fā)射模塊和接收模塊連接，所述主控模塊將發(fā)射控制信號發(fā)送給所述發(fā)射模塊，所述發(fā)射模塊通過所述發(fā)射接口激勵所述探頭發(fā)出脈沖超聲波，并將激勵所述探頭發(fā)出脈沖超聲波的起始時間發(fā)送給所述波形生成模塊；
[0008]所述探頭將探測到的模擬回波信號通過所述接收接口發(fā)送給所述接收模塊;所述接收模塊將模擬回波信號發(fā)送給所述信號放大模塊，所述信號放大模塊對模擬回波信號進行放大處理后發(fā)送給所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬回波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字回波信號，并將數(shù)字回波信號發(fā)送給所述波形生成模塊;所述波形生成模塊生成波形數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述信號處理模塊；
[0009]所述人機交互模塊與閘門生成模塊連接，通過所述人機交互模塊設(shè)置閘門參數(shù)，所述閘門生成模塊生成虛擬閘門，并將虛擬閘門發(fā)送給所述信號處理模塊；
[0010]所述信號處理模塊計算得到待測工件的厚度值，并生成回波波形圖，所述信號處理模塊將待測工件的厚度值和回波波形圖均傳輸至所述人機交互模塊進行顯示。
[0011]進一步地，所述波形測厚儀中還設(shè)置有標準試塊，所述標準試塊設(shè)置在所述殼體的外側(cè)面上。
[0012]更進一步地，所述標準試塊的厚度為10_。
[0013]進一步地，所述人機交互模塊采用顯示屏和鍵盤，所述顯示屏和鍵盤均與所述閘門生成模塊連接。
[0014]進一步地，所述人機交互模塊采用觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與閘門生成模塊連接。
[0015]進一步地，所述閘門參數(shù)包括閘門起始、閘門高度和閘門保持。
[0016]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:本實用新型帶有回波波形顯示功能，能夠輔助操作者對待測工件的厚度進行判斷，從而能夠避免測量結(jié)果誤報的問題。另外，本實用新型還自帶標準試塊，方便對探頭進行零點校準。本實用新型在測厚的同時還具有簡易的探傷功能。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于常規(guī)工件和表面帶有涂層的工件的測量中。
【附圖說明】

[0017]圖1是本實用新型一實施例中提供的一種波形測厚儀的電路原理圖；
[0018]圖2是本實用新型中閘門生成模塊的工作原理圖。
[0019]圖中:1、殼體;11、發(fā)射接口；12、接收接口； 13、標準試塊;2、探頭;3、主機;31、主控模塊;32、發(fā)射模塊;33、波形生成模塊;34、接收模塊;35、信號放大模塊;36、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；37、信號處理模塊;38、人機交互模塊;39、閘門生成模塊。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0021]如圖1所示，本實用新型提供了一種波形測厚儀，其包括殼體1、探頭2和主機3，殼體I的外側(cè)面上設(shè)置發(fā)射接口 11和接收接口 12，探頭2通過發(fā)射接口 11和接收接口 12與主機3連接，主機3設(shè)置在殼體I內(nèi)，主機3包括主控模塊31、發(fā)射模塊32、波形生成模塊33、接收模塊34、信號放大模塊35、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊36、信號處理模塊37、人機交互模塊38和閘門生成模塊39。
[0022]主控模塊31與發(fā)射模塊32和接收模塊34連接，主控模塊31將發(fā)射控制信號發(fā)送給發(fā)射模塊32，發(fā)射模塊32根據(jù)接收到的發(fā)射控制信號通過發(fā)射接口 11激勵探頭2發(fā)出固定頻率的脈沖超聲波，脈沖超聲波經(jīng)過待測工件內(nèi)部，到達待測工件的底部后進行反射。同時，發(fā)射模塊32將激勵探頭2發(fā)出脈沖超聲波的起始時間發(fā)送給波形生成模塊33。
[0023]探頭2對反射回波進行探測，并將探測到的模擬回波信號通過接收接口12發(fā)送給接收模塊34;接收模塊34將接收到的模擬回波信號發(fā)送給信號放大模塊35，信號放大模塊35對模擬回波信號進行放大處理后發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊36;模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊36按照一定的采樣周期將模擬回波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字回波信號，并將數(shù)字回波信號發(fā)送給波形生成模塊33。波形生成模塊33根據(jù)接收到的探頭2發(fā)出脈沖超聲波的起始時間和數(shù)字回波信號生成波形數(shù)據(jù)并發(fā)送給信號處理模塊37。
[0024]人機交互模塊38與閘門生成模塊39連接，通過人機交互模塊38設(shè)置閘門起始、閘門高度和閘門保持等閘門參數(shù)，閘門生成模塊39根據(jù)接收到的閘門參數(shù)生成虛擬閘門，并將虛擬閘門發(fā)送給信號處理模塊37。
[0025]信號處理模塊37根據(jù)接收到的波形數(shù)據(jù)和虛擬閘門計算得到待測工件的厚度值，根據(jù)接收到的波形數(shù)據(jù)生成回波波形圖，并將待測工件的厚度值和回波波形圖均傳輸至人機交互模塊38進行顯示。
[0026]操作者可以通過移動探頭2或通過人機交互模塊38更改閘門參數(shù)實時得到待測工件的厚度值。采用本實用新型對待測工件進行測試時，由于人機交互模塊38在顯示待測工件厚度值的同時會實時顯示待測工件的回波情況，因此操作人員可以借助回波波形圖對待測工件的內(nèi)部情況進行判斷，例如，待測工件表面帶有涂層，最終得出待測工件準確的厚度值。
[0027]上述實施例中，本實用新型波形測厚儀中還設(shè)置有標準試塊13，標準試塊13設(shè)置在殼體I的外側(cè)面上，其用于對探頭2進行零點校準，標準試塊13的厚度為10_。
[0028]如圖2所示，閘門生成模塊39的工作原理為:
[0029]本實用新型可以工作在脈沖-回波模式下，在該模式下需要利用標準試塊13對探頭2進行校準。在該模式下閘門保持與閘門B不起作用。
[0030]通過人機交互模塊38設(shè)置閘門A高度與閘門A起始后，閘門A箭頭向右探測得到一次回波后，信號處理模塊37即可計算得到待測工件的厚度值。
[0031]本實用新型還可以工作在回波-回波模式下，在該模式下不需要對探頭2進行校準。該模式下需要在閘門A探測到一次回波后設(shè)置一定的閘門保持距離，閘門保持距離結(jié)束后即為閘門B起始點。由于二次回波強度較一次回波強度偏弱，故波形顯示二次回波的高度會低于一次回波的高度，此時需要調(diào)整閘門B高度，使閘門B箭頭向右探測得到二次回波；已知閘門A的終點與閘門B的終點之間的距離差，信號處理模塊37即可計算得到待測工件的厚度值。
[0032]正常情況下二次回波的距離約為一次回波距離的兩倍，如果對待測工件進行測試時閘門B探測到的回波距離不準，可能是由于閘門B高度設(shè)置的較低而探測到了干擾雜波；如果閘門B并未探測到回波，可能是由于閘門B高度設(shè)置的過高而不能探測到二次回波，或者由于待測工件的厚度過大，其二次回波微弱不易探測。另外，設(shè)置的閘門保持不應(yīng)太小，否則閘門B探測到的仍為一次回波。
[0033]上述實施例中，人機交互模塊38可以采用顯示屏和鍵盤，顯示屏和鍵盤均與閘門生成模塊39連接，顯示屏用于顯示待測工件的厚度值和波形圖，鍵盤用于設(shè)置閘門起始、閘門高度和閘門保持等閘門參數(shù)。人機交互模塊38還可以采用觸摸顯示屏，觸摸顯示屏與閘門生成模塊39連接，觸摸顯示屏用于顯示待測工件的厚度值和波形圖，還用于設(shè)置閘門起始、閘門高度和閘門保持等閘門參數(shù)。
[0034]本實用新型能夠提供脈沖-回波、回波-回波兩種測試方法，脈沖-回波測試方法可以用于常規(guī)工件的測量，回波-回波測試方法可以用于表面帶有涂層的工件的測量。與傳統(tǒng)的測厚儀相比，本實用新型波形測厚儀是通過閘門套住回波來計算待測工件的厚度值，且?guī)в谢夭úㄐ物@示功能，能夠輔助操作者對待測工件的厚度進行判斷，從而能夠避免測量結(jié)果誤報的問題。另外，本實用新型還自帶標準試塊13，方便對探頭進行零點校準。本實用新型在測厚的同時還具有簡易的探傷功能。
[0035]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種波形測厚儀，其特征在于:它包括殼體、探頭和主機，所述殼體的外側(cè)面上設(shè)置發(fā)射接口和接收接口，所述探頭通過所述發(fā)射接口和接收接口與所述主機連接，所述主機設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述主機包括主控模塊、發(fā)射模塊、波形生成模塊、接收模塊、信號放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、人機交互模塊和閘門生成模塊； 所述主控模塊與所述發(fā)射模塊和接收模塊連接，所述主控模塊將發(fā)射控制信號發(fā)送給所述發(fā)射模塊，所述發(fā)射模塊通過所述發(fā)射接口激勵所述探頭發(fā)出脈沖超聲波，并將激勵所述探頭發(fā)出脈沖超聲波的起始時間發(fā)送給所述波形生成模塊； 所述探頭將探測到的模擬回波信號通過所述接收接口發(fā)送給所述接收模塊;所述接收模塊將模擬回波信號發(fā)送給所述信號放大模塊，所述信號放大模塊對模擬回波信號進行放大處理后發(fā)送給所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬回波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字回波信號，并將數(shù)字回波信號發(fā)送給所述波形生成模塊;所述波形生成模塊生成波形數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述信號處理模塊； 所述人機交互模塊與閘門生成模塊連接，通過所述人機交互模塊設(shè)置閘門參數(shù)，所述閘門生成模塊生成虛擬閘門，并將虛擬閘門發(fā)送給所述信號處理模塊； 所述信號處理模塊計算得到待測工件的厚度值，并生成回波波形圖，所述信號處理模塊將待測工件的厚度值和回波波形圖均傳輸至所述人機交互模塊進行顯示。2.如權(quán)利要求1所述的一種波形測厚儀，其特征在于:所述波形測厚儀中還設(shè)置有標準試塊，所述標準試塊設(shè)置在所述殼體的外側(cè)面上。3.如權(quán)利要求2所述的一種波形測厚儀，其特征在于:所述標準試塊的厚度為10mm。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種波形測厚儀，其特征在于:所述人機交互模塊采用顯示屏和鍵盤，所述顯示屏和鍵盤均與所述閘門生成模塊連接。5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種波形測厚儀，其特征在于:所述人機交互模塊采用觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與閘門生成模塊連接。6.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種波形測厚儀，其特征在于:所述閘門參數(shù)包括閘門起始、閘門高度和閘門保持。
【文檔編號】G01B17/02GK205691081SQ201620284489
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月7日 公開號201620284489.4, CN 201620284489, CN 205691081 U, CN 205691081U, CN-U-205691081, CN201620284489, CN201620284489.4, CN205691081 U, CN205691081U
【發(fā)明人】劉時風, 孫勇, 李 赫
【申請人】北京聲華興業(yè)科技有限公司