一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，包括超聲波探頭和移動(dòng)終端，超聲波探頭與移動(dòng)終端之間設(shè)有線纜構(gòu)件，線纜構(gòu)件包括電連接的超聲波發(fā)射接收模塊、測量電路、供電電路和控制電路，所述超聲波測厚儀通過3.5mm音頻頭與移動(dòng)終端連接，具有數(shù)據(jù)處理能力和顯示功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，有效降低了超聲波測厚儀的生產(chǎn)成本，通用性強(qiáng)，采用兩路穩(wěn)壓電源，有效解決了超聲波發(fā)射接收電路和微控制器不能在同一電壓條件下工作的難題，同時(shí)還保證了超聲波測厚儀的小型化和低功耗，50mA的3V紐扣電池可以支持整個(gè)系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行1年以上，便于攜帶和使用，測量誤差不超過被測涂層厚度的±0.01%，測量精度高，性能可靠。
【專利說明】一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超聲波測厚儀，適用于超聲波無損檢測，尤其適用于基于移動(dòng)顯示終端的涂層厚度無損檢測，具體的說，涉及一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，屬于無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的超聲波測厚儀采用主機(jī)加超聲波測厚探頭的形式構(gòu)成超聲波厚度檢測儀，作為一種專業(yè)儀器，這種模式沿用了幾十年。但這種傳統(tǒng)的涂層測厚儀存在如下缺點(diǎn)。
[0003]1、顯示內(nèi)容不夠豐富。
[0004]目前的超聲波測厚儀多采用低分辨率(通常是128*64)FSTN液晶點(diǎn)陣，雖然能夠顯示一些菜單和測量結(jié)果，但是如果要進(jìn)行多次結(jié)果的對(duì)比分析，只能借助PC機(jī)軟件在電腦上完成，這就造成了很大的不便。
[0005]2、較難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的V路徑校正算法。
[0006]對(duì)于超聲波雙晶探頭，其超聲波的傳播路徑不是直線，而是V型的，因此厚度與傳播時(shí)間之間的關(guān)系存在一定的非線性，這時(shí)必須要做一定的修正，通常的做法是取部分測量點(diǎn)作為標(biāo)定點(diǎn)找出對(duì)應(yīng)關(guān)系，相鄰標(biāo)定點(diǎn)之間的點(diǎn)采用插值的辦法，如此以來，超聲波傳播時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系不是平滑曲線，這個(gè)曲線做的越細(xì)，測量精度就越高，但是這就要占用較大的程序空間，而作為嵌入式的控制器，程序空間是很有限的。
[0007]3、數(shù)據(jù)處理能力有限。
[0008]傳統(tǒng)超聲波測厚儀僅僅能完成簡單的測量功能和顯示功能，而對(duì)大量數(shù)據(jù)的比對(duì)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘是無能為力的，尤其對(duì)于腐蝕厚度測量，特別需要長時(shí)間的數(shù)據(jù)對(duì)比，來分析腐蝕的速度和趨勢。
[0009]4、傳統(tǒng)超聲波測厚儀大部分成本是花在了主機(jī)上，尤其是主機(jī)的非測量電路部分，測量電路的成本只占不到1/8，也就是說大部分成本是落在了它并不擅長的顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸及其他輔助功能上面，造成資源浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型要解決的問題是針對(duì)以上問題，提供一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，解決傳統(tǒng)超聲波測厚儀數(shù)據(jù)處理能力不夠和顯示功能不強(qiáng)大的問題，有效利用手機(jī)等移動(dòng)終端強(qiáng)大的顯示和數(shù)據(jù)處理能力，彌補(bǔ)傳統(tǒng)儀器的不足。
[0011]本實(shí)用新型的目的之二:是提供一種測量誤差不超過被測涂層厚度的±0.01%的超聲波測厚儀，測量精度高。
[0012]本實(shí)用新型的目的之三:是提供一種體積小、方便攜帶且待機(jī)時(shí)間長的超聲波測厚儀，以保證50mA的電源可支持超聲波測厚儀待機(jī)運(yùn)行I年以上。
[0013]為解決上述問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述測厚儀包括超聲波探頭和移動(dòng)終端，超聲波探頭與移動(dòng)終端之間設(shè)有線纜構(gòu)件；
[0014]所述線纜構(gòu)件包括電連接的超聲波發(fā)射接收模塊、測量電路、供電電路和控制電路；
[0015]所述超聲波探頭用于發(fā)射高壓尖脈沖，超聲波發(fā)射接收模塊用于接收回波信號(hào)，測量電路用于計(jì)量超聲波回波時(shí)間，供電電路用于為超聲波發(fā)射接收模塊提供穩(wěn)定的電壓，控制電路用于接收移動(dòng)終端發(fā)出的信號(hào)，并傳輸至測量電路。
[0016]采用該技術(shù)方案，可有效利用手機(jī)等移動(dòng)終端強(qiáng)大的顯示和數(shù)據(jù)處理能力，降低測厚儀的生產(chǎn)成本，且方便攜帶，通用性強(qiáng)。
[0017]一種優(yōu)化方案，所述供電電路包括升壓轉(zhuǎn)換器U4，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有線圈LI，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB之間連接有二極管D20和電阻R24，二極管D20的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW連接，二極管D20的負(fù)極經(jīng)電阻R24接升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB，升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB經(jīng)電阻R23接地；
[0018]所述電阻R24與二極管D20之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C3接地，電容C3的兩端并聯(lián)有電容C21，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)連接有測試點(diǎn)TPl ；
[0019]所述電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)場效應(yīng)管VQ5接5V電源，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)與場效應(yīng)管VQ5的源極S連接，場效應(yīng)管VQ5的漏極D與5V電源連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與控制電路電連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與場效應(yīng)管VQ5的源極S之間連接有電阻R7 ；
[0020]所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin經(jīng)電容C30接地，電容C30的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)電連接有電源P3，電源P3的正極接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電源P3的負(fù)極接地；
[0021 ] 所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin與控制電路電連接；
[0022]所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN與控制電路電連接。
[0023]采用該技術(shù)方案，采用兩路穩(wěn)壓電源，其中一路經(jīng)過升壓轉(zhuǎn)換器U4升壓到5V為超聲波發(fā)射接收模塊提供電源，另外一路直接采用3V紐扣電池為微控制器U5提供電源，有效解決了超聲波發(fā)射接收模塊和微控制器U5不能在同一電壓條件下工作的難題，同時(shí)還保證了超聲波測厚儀的小型化和低功耗，50mA的3V紐扣電池可以支持整個(gè)系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行I年以上，因此超聲波測厚儀中不需要使用開關(guān)電路，進(jìn)一步保證了超聲波測厚儀的小型化，便于攜帶和使用。
[0024]另一種優(yōu)化方案，所述控制電路包括微控制器U5,微控制器U5的型號(hào)為MKL05Z32VFK4,微控制器U5的23腳經(jīng)電容C6與移動(dòng)終端的右聲道輸出端RIGHT通過音頻頭電連接，電容C6與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R41與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin連接，電阻R41與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C41接地；
[0025]所述微控制器U5的I腳與測量電路電連接，用于接收測量電路發(fā)出的中斷信號(hào)；
[0026]所述微控制器U5的3腳經(jīng)電容C25接地，電容C25與微控制器U5的3腳之間的節(jié)點(diǎn)與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin連接；
[0027]所述微控制器U5的4腳接地；
[0028]所述微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳之間連接有晶振電路；
[0029]所述微控制器U5的7腳與測量電路電連接；
[0030]所述微控制器U5的8腳、微控制器U5的9腳、微控制器U5的10腳和微控制器U5的11腳與測量電路電連接，用于讀取測量結(jié)果；
[0031 ] 所述微控制器U5的12腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN連接；
[0032]所述微控制器U5的13腳和微控制器U5的14腳之間與超聲波發(fā)射接收模塊電連接；
[0033]所述微控制器U5的15腳與測量電路電連接；
[0034]所述微控制器U5的16腳與場效應(yīng)管VQ5的柵極G連接；
[0035]所述微控制器U5的17腳經(jīng)電阻Rll接音頻頭，電阻Rll與音頻頭之間串聯(lián)有電容C8，電容C8與電阻Rll之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C9接地，電容C8與音頻頭之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻Rl2接地；
[0036]所述微控制器U5的18腳經(jīng)電容C5接移動(dòng)終端的左聲道輸出端LEFT，電容C5與微控制器U5的18腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻RlO接地，電阻RlO與電容C5之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R9接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin。
[0037]采用該技術(shù)方案，有效提高測厚儀的使用性能。
[0038]再一種優(yōu)化方案，所述晶振電路包括晶振X2、電阻R5、電容C31和電容C32，所述電阻R5的兩端分別與微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳電連接，所述晶振X2并聯(lián)在電阻R5的兩端，所述電容C31和電容C32串聯(lián)在晶振X2的兩端，電容C31和電容C32之間的節(jié)點(diǎn)接地。
[0039]采用該技術(shù)方案，進(jìn)一步提高了測厚儀的使用壽命及穩(wěn)定性。
[0040]進(jìn)一步的優(yōu)化方案,所述超聲波發(fā)射接收模塊包括超聲波發(fā)射接收電路M1，超聲波發(fā)射接收電路Ml具有超聲波發(fā)射和接收調(diào)理功能，超聲波發(fā)射接收電路Ml的高壓脈沖電壓的發(fā)射控制信號(hào)端PULSE與微控制器U5的13腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的超聲波高壓產(chǎn)生電路的充電控制信號(hào)端HV_CHARGE與微控制器U5的14腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO與測量電路電連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的電源端接5V電源，超聲波發(fā)射接收電路Ml的接地端接地。
[0041]采用該技術(shù)方案，保證了測厚儀測量涂層厚度的準(zhǔn)確性。
[0042]再進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述測量電路包括時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接有四腳晶振XI，四腳晶振Xi的輸出端OUT與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接，四腳晶振Xl的接地端GND接地，四腳晶振Xl的電源端VCC接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin ；
[0043]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin ；
[0044]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端4腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳之間連接有電容C40，電容C40的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C40的另一端接地；
[0045]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的“聲環(huán)法”信號(hào)輸入端7腳接地；
[0046]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的中斷信號(hào)端8腳接微處理器U5的I腳；
[0047]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口從機(jī)選擇端9腳接微處理器U5的11腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口時(shí)鐘端10腳接微處理器U5的10腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸入端11腳接微處理器U5的9腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸出端12腳接微處理器U5的8腳；
[0048]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的復(fù)位輸入端13腳接微處理器U5的15腳；
[0049]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C47接地；
[0050]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳接地；
[0051]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端22腳之間連接有電容C34，電容C34的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C34的另一端接地；
[0052]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2使能端口 25腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R36 ；
[0053]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I使能端口 26腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R35 ；
[0054]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2端口 27腳經(jīng)電阻R33接地；
[0055]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端28腳接地；
[0056]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C51接地，電容C51的兩端并聯(lián)有電容C50，電容C50的正極與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳連接，電容C50的負(fù)極接地；
[0057]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I端口 30腳接超聲波發(fā)射接收電路Ml的的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO，接收超聲波發(fā)射接收電路Ml發(fā)出的回波信號(hào)；
[0058]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道端口 31腳與微控制器U5的7腳電連接；
[0059]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道使能端口 32腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R31。
[0060]采用該技術(shù)方案，有效保證了涂層厚度的測量精度，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，測量誤差不超過被測涂層厚度的±0.01%的超聲波測厚儀。
[0061]本實(shí)用新型采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):所述超聲波測厚儀通過3.5_音頻頭與移動(dòng)終端連接，通過移動(dòng)終端控制超聲波測厚儀的工作，有效利用手機(jī)等移動(dòng)終端強(qiáng)大的顯示和數(shù)據(jù)處理能力，具有數(shù)據(jù)處理能力和顯示功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，且有效降低了超聲波測厚儀的生產(chǎn)成本，通用性強(qiáng)。
[0062]采用兩路穩(wěn)壓電源，其中一路經(jīng)過升壓轉(zhuǎn)換器U4升壓到5V為超聲波發(fā)射接收電路Ml提供電源，另外一路直接采用3V紐扣電池為微控制器U5提供電源，有效解決了超聲波發(fā)射接收電路Ml和微控制器U5不能在同一電壓條件下工作的難題，同時(shí)還保證了超聲波測厚儀的小型化和低功耗，50mA的3V紐扣電池可以支持整個(gè)系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行I年以上，因此超聲波測厚儀中不需要使用開關(guān)電路，進(jìn)一步保證了超聲波測厚儀的小型化，便于攜帶和使用。
[0063]經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，采用本實(shí)用新型的超聲波測厚儀測量涂層厚度，其測量誤差不超過被測涂層厚度的±0.01%，測量精度高，性能可靠。
[0064]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波測厚儀的原理框圖；
[0066]附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中控制電路的電氣原理圖；
[0067]附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中供電電路的電氣原理圖；
[0068]附圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中測量電路的電氣原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0069]實(shí)施例1，如圖1所示，一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，包括超聲波探頭和移動(dòng)終端，超聲波探頭與移動(dòng)終端之間設(shè)有線纜構(gòu)件，所述線纜構(gòu)件包括電連接的超聲波發(fā)射接收模塊、測量電路、供電電路和控制電路，所述超聲波探頭用于發(fā)射高壓尖脈沖，超聲波發(fā)射接收模塊用于接收回波信號(hào)，測量電路用于精密計(jì)量超聲波回波時(shí)間并轉(zhuǎn)換為厚度值，最終將厚度值發(fā)送給移動(dòng)終端，供電電路用于為超聲波發(fā)射接收模塊提供穩(wěn)定的電壓，控制電路用于接收移動(dòng)終端發(fā)出的信號(hào)，并傳輸至測量電路，移動(dòng)終端用于發(fā)出測量厚度開始指令并對(duì)接收到的厚度值信號(hào)進(jìn)行處理、傳輸和顯示等。
[0070]所述微處理器與移動(dòng)終端之間通過音頻頭電連接，本實(shí)施例中音頻頭采用3.5mm音頻頭，提高通用性。
[0071 ] 如圖2所示，所述控制電路包括微控制器U5，微控制器U5的型號(hào)為MKL05Z32VFK4，微控制器U5的23腳經(jīng)電容C6與移動(dòng)終端的右聲道輸出端RIGHT通過音頻頭電連接，移動(dòng)終端的右聲道輸出端RIGHT發(fā)出的信號(hào)用于對(duì)微控制器U5進(jìn)行復(fù)位，電容C6與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R41與供電電路電連接，電阻R41與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C41接地。
[0072]所述微控制器U5的I腳與測量電路電連接，用于接收測量電路發(fā)出的中斷信號(hào)。
[0073]所述微控制器U5的3腳經(jīng)電容C25接地，電容C25與微控制器U5的3腳之間的節(jié)點(diǎn)與供電電路電連接。
[0074]所述微控制器U5的4腳接地。
[0075]所述微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳之間連接有晶振電路，所述晶振電路包括晶振X2、電阻R5、電容C31和電容C32，所述電阻R5的兩端分別與微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳電連接，所述晶振X2并聯(lián)在電阻R5的兩端，所述電容C31和電容C32串聯(lián)在晶振X2的兩端，電容C31和電容C32之間的節(jié)點(diǎn)接地。
[0076]所述微控制器U5的7腳與測量電路電連接。
[0077]所述微控制器U5的8腳、微控制器U5的9腳、微控制器U5的10腳和微控制器U5的11腳與測量電路電連接，用于讀取測量結(jié)果。
[0078]所述微控制器U5的12腳與供電電路電連接。
[0079]所述微控制器U5的13腳和微控制器U5的14腳之間與超聲波發(fā)射接收模塊電連接，所述超聲波發(fā)射接收模塊包括超聲波發(fā)射接收電路Ml，超聲波發(fā)射接收電路Ml具有超聲波發(fā)射和接收調(diào)理功能，采用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知的超聲波發(fā)射接收電路，故本實(shí)施例中不再贅述，超聲波發(fā)射接收電路Ml的高壓脈沖電壓的發(fā)射控制信號(hào)端TOLSE與微控制器U5的13腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的超聲波高壓產(chǎn)生電路的充電控制信號(hào)端HV_CHARGE與微控制器U5的14腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO與測量電路電連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的電源端接5V電源，超聲波發(fā)射接收電路Ml的接地端接地。
[0080]所述微控制器U5的15腳與測量電路電連接。
[0081]所述微控制器U5的16腳與供電電路電連接。
[0082]所述微控制器U5的17腳經(jīng)電阻Rll接音頻頭，電阻Rll與音頻頭之間串聯(lián)有電容C8，電容C8與電阻Rll之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C9接地，電容C8與音頻頭之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻Rl2接地。
[0083]所述微控制器U5的18腳經(jīng)電容C5接移動(dòng)終端的左聲道輸出端LEFT，所述電容C5與微控制器U5的18腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻RlO接地，電阻RlO與電容C5之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R9接供電電路。
[0084]如圖3所示，所述供電電路包括升壓轉(zhuǎn)換器U4，本實(shí)施例中升壓轉(zhuǎn)換器U4選用的的型號(hào)為TPS61040DBV，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有線圈LI，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB之間連接有二極管D20和電阻R24，二極管D20選用的型號(hào)為MBR0530，二極管D20的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW連接，二極管D20的負(fù)極經(jīng)電阻R24接升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB，升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB經(jīng)電阻R23接地。
[0085]所述電阻R24與二極管D20之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C3接地，電容C3的兩端并聯(lián)有電容C21，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)連接有測試點(diǎn)TPl。
[0086]所述電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)場效應(yīng)管VQ5接5V電源，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)與場效應(yīng)管VQ5的源極S連接，場效應(yīng)管VQ5的漏極D與5V電源連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與微控制器U5的16腳連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與場效應(yīng)管VQ5的源極S之間連接有電阻R7，所述場效應(yīng)管VQ5選用的型號(hào)為SI2323DS。
[0087]所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin經(jīng)電容C30接地，電容C30的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)電連接有電源P3，電源P3選用3V紐扣電池，電源P3的正極接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電源P3的負(fù)極接地。
[0088]所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin與微控制器U5的3腳連接。
[0089]所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN與微處理器U5的12腳連接。
[0090]如圖4所示，所述測量電路包括時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6選用的型號(hào)為TDC-GP21，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接有四腳晶振XI，四腳晶振Xl的輸出端OUT與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接，四腳晶振Xl的接地端GND接地，四腳晶振Xl的電源端VCC接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin。
[0091]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin。
[0092]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端4腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳之間連接有電容C40，電容C40的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C40的另一端接地。
[0093]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的“聲環(huán)法”信號(hào)輸入端7腳接地。
[0094]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的中斷信號(hào)端8腳接微處理器U5的I腳。
[0095]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口從機(jī)選擇端9腳接微處理器U5的11腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口時(shí)鐘端10腳接微處理器U5的10腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸入端11腳接微處理器U5的9腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸出端12腳接微處理器U5的8腳。
[0096]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的復(fù)位輸入端13腳接微處理器U5的15腳。
[0097]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C47接地。
[0098]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳接地。
[0099]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端22腳之間連接有電容C34，電容C34的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C34的另一端接地。
[0100]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2使能端口 25腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R36。
[0101]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I使能端口 26腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R35。
[0102]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2端口 27腳經(jīng)電阻R33接地。
[0103]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端28腳接地。
[0104]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C51接地，電容C51的兩端并聯(lián)有電容C50，電容C50的正極與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳連接，電容C50的負(fù)極接地。
[0105]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I端口 30腳接超聲波發(fā)射接收電路Ml的的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO，接收超聲波發(fā)射接收電路Ml發(fā)出的回波信號(hào)。
[0106]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道端口 31腳與微控制器U5的7腳電連接。
[0107]所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道使能端口 32腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R31。
[0108]使用時(shí)，移動(dòng)終端的右聲道輸出端RIGHT發(fā)出信號(hào)，對(duì)微控制器U5進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位后，移動(dòng)終端的左聲道輸出端LEFT向微控制器U5發(fā)送信號(hào)，超聲波測厚儀啟動(dòng)工作，微控制器U5的12腳為高電平時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器U4升壓，輸出穩(wěn)定的5V電壓，為超聲波發(fā)射接收電路Ml提供電源,微控制器U5的16腳的電壓被拉低后,超聲波發(fā)射接收電路Ml工作，一旦時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6收到超聲波發(fā)射接收電路Ml的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO發(fā)出的回波信號(hào)，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6得出時(shí)間值，并通過時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的中斷信號(hào)端8腳向微控制器U5發(fā)出中斷信號(hào)，微控制器U5接到中斷信號(hào)后，通過微控制器U5的8腳、微控制器U5的9腳、微控制器U5的10腳和微控制器U5的11腳讀取測量到的時(shí)間結(jié)果，微控制器U5將測量到的時(shí)間結(jié)果轉(zhuǎn)換成厚度值，然后通過微控制器U5的17腳發(fā)送給移動(dòng)終端。
[0109]當(dāng)不需要進(jìn)行測量時(shí)，超聲波測厚儀進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，其過程是:微控制器U5長時(shí)間接收不到移動(dòng)終端發(fā)出的信號(hào)之后，微控制器U5的12腳置為低電平，升壓轉(zhuǎn)換器U4停止升壓，由于微控制器U5由電源P3進(jìn)行供電，因此微控制器U5仍保持工作，但進(jìn)入低功耗模式，微控制器U5的16腳的電壓被拉高，停止對(duì)測量電路供電，電源P3僅為微控制器U5和電阻R9、電阻R10、電阻R23、電阻R24供電，微控制器U5的待機(jī)電流可以降到2 μ A左右，電阻R9、電阻R10、電阻R23和電阻R24消耗電流不超過3 μ Α,升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN消耗的電流為I μ Α,因此在待機(jī)狀態(tài)下，超聲波測厚儀的總消耗電流大約在6 μ Α,假定電源P3選用的是50mA的3V紐扣電池，該電源P3可以支持整個(gè)系統(tǒng)待機(jī)運(yùn)行I年以上，因此超聲波測厚儀中不需要使用開關(guān)電路，還可以保證超聲波測厚儀的小型化，便于攜帶和使用。
[0110]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。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，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述測厚儀包括超聲波探頭和移動(dòng)終端，超聲波探頭與移動(dòng)終端之間設(shè)有線纜構(gòu)件； 所述線纜構(gòu)件包括電連接的超聲波發(fā)射接收模塊、測量電路、供電電路和控制電路； 所述超聲波探頭用于發(fā)射高壓尖脈沖，超聲波發(fā)射接收模塊用于接收回波信號(hào)，測量電路用于計(jì)量超聲波回波時(shí)間，供電電路用于為超聲波發(fā)射接收模塊提供穩(wěn)定的電壓，控制電路用于接收移動(dòng)終端發(fā)出的信號(hào)，并傳輸至測量電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述供電電路包括升壓轉(zhuǎn)換器U4，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有線圈LI，升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW與升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB之間連接有二極管D20和電阻R24，二極管D20的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的開關(guān)端SW連接，二極管D20的負(fù)極經(jīng)電阻R24接升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB，升壓轉(zhuǎn)換器U4的反饋端FB經(jīng)電阻R23接地； 所述電阻R24與二極管D20之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C3接地，電容C3的兩端并聯(lián)有電容C21，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)連接有測試點(diǎn)TPl ； 所述電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)場效應(yīng)管VQ5接5V電源，電容C3的正極與電容C21之間的節(jié)點(diǎn)與場效應(yīng)管VQ5的源極S連接，場效應(yīng)管VQ5的漏極D與5V電源連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與控制電路電連接，場效應(yīng)管VQ5的柵極G與場效應(yīng)管VQ5的源極S之間連接有電阻R7 ； 所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin經(jīng)電容C30接地，電容C30的正極與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)電連接有電源P3，電源P3的正極接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電源P3的負(fù)極接地； 所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin與控制電路電連接； 所述升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN與控制電路電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述控制電路包括微控制器U5，微控制器U5的型號(hào)為MKL05Z32VFK4，微控制器U5的23腳經(jīng)電容C6與移動(dòng)終端的右聲道輸出端RIGHT通過音頻頭電連接，電容C6與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R41與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin連接，電阻R41與微控制器U5的23腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C41接地； 所述微控制器U5的I腳與測量電路電連接，用于接收測量電路發(fā)出的中斷信號(hào)；所述微控制器U5的3腳經(jīng)電容C25接地，電容C25與微控制器U5的3腳之間的節(jié)點(diǎn)與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin連接； 所述微控制器U5的4腳接地； 所述微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳之間連接有晶振電路； 所述微控制器U5的7腳與測量電路電連接； 所述微控制器U5的8腳、微控制器U5的9腳、微控制器U5的10腳和微控制器U5的11腳與測量電路電連接，用于讀取測量結(jié)果； 所述微控制器U5的12腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的使能端EN連接； 所述微控制器U5的13腳和微控制器U5的14腳之間與超聲波發(fā)射接收模塊電連接； 所述微控制器U5的15腳與測量電路電連接； 所述微控制器U5的16腳與場效應(yīng)管VQ5的柵極G連接； 所述微控制器U5的17腳經(jīng)電阻Rll接音頻頭，電阻Rll與音頻頭之間串聯(lián)有電容C8，電容C8與電阻Rll之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C9接地，電容C8與音頻頭之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R12接地； 所述微控制器U5的18腳經(jīng)電容C5接移動(dòng)終端的左聲道輸出端LEFT，電容C5與微控制器U5的18腳之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻RlO接地，電阻RlO與電容C5之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R9接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述晶振電路包括晶振X2、電阻R5、電容C31和電容C32，所述電阻R5的兩端分別與微控制器U5的5腳和微控制器U5的6腳電連接，所述晶振X2并聯(lián)在電阻R5的兩端，所述電容C31和電容C32串聯(lián)在晶振X2的兩端，電容C31和電容C32之間的節(jié)點(diǎn)接地。
5.如權(quán)利要求3所述的一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述超聲波發(fā)射接收模塊包括超聲波發(fā)射接收電路Ml，超聲波發(fā)射接收電路Ml具有超聲波發(fā)射和接收調(diào)理功能，超聲波發(fā)射接收電路Ml的高壓脈沖電壓的發(fā)射控制信號(hào)端PULSE與微控制器U5的13腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的超聲波高壓產(chǎn)生電路的充電控制信號(hào)端HV_CHARGE與微控制器U5的14腳連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO與測量電路電連接，超聲波發(fā)射接收電路Ml的電源端接5V電源，超聲波發(fā)射接收電路Ml的接地端接地。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于移動(dòng)顯示終端的超聲波測厚儀，其特征在于:所述測量電路包括時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接有四腳晶振XI，四腳晶振Xl的輸出端OUT與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的晶振驅(qū)動(dòng)輸入端I腳連接，四腳晶振Xl的接地端GND接地，四腳晶振Xl的電源端VCC接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin ； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin ； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端4腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端3腳之間連接有電容C40，電容C40的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C40的另一端接地；所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的“聲環(huán)法”信號(hào)輸入端7腳接地； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的中斷信號(hào)端8腳接微處理器U5的I腳； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口從機(jī)選擇端9腳接微處理器U5的11腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口時(shí)鐘端10腳接微處理器U5的10腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸入端11腳接微處理器U5的9腳，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的串行接口數(shù)據(jù)輸出端12腳接微處理器U5的8腳； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的復(fù)位輸入端13腳接微處理器U5的15腳； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端14腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C47接地；所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳接地； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端21腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的供電電壓端22腳之間連接有電容C34，電容C34的一端接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，電容C34的另一端接地；所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2使能端口 25腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R36 ； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I使能端口 26腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R35 ； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道2端口 27腳經(jīng)電阻R33接地； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的接地端28腳接地； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳接升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容C51接地，電容C51的兩端并聯(lián)有電容C50，電容C50的正極與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的核心電壓端29腳連接，電容C50的負(fù)極接地； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Stop通道I端口 30腳接超聲波發(fā)射接收電路Ml的的回波信號(hào)發(fā)送端ECHO，接收超聲波發(fā)射接收電路Ml發(fā)出的回波信號(hào)； 所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道端口 31腳與微控制器U5的7腳電連接；所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器U6的Start通道使能端口 32腳與升壓轉(zhuǎn)換器U4的電源端Vin之間連接有電阻R31。
【文檔編號(hào)】G01B17/02GK204128518SQ201420564047
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】楊慶德, 尹建華, 劉宇 申請(qǐng)人:山東中科普銳檢測技術(shù)有限公司