专利名称：用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置。
背景技术：
目前情况下，往往有很多以微米为单位的微小孔在带钢轧制过程中出现在带钢上，这些孔的出现严重影响带材质量，却又很难用肉眼发现，需要借助检测设备来进行在线实时检测。现有的用于冷轧薄带材针孔检测的针孔仪大多采用光电转换原理，在带材上方安装荧光或者激光光源，下方安装光电接收模块，实现检测到的针孔光信号至电信号之间的有效转换。信号采集处理单元采集到电信号后，将模拟信号转换成数字信号，计算机处理程 序对数字信号进行识别，检测出针孔，并按照大小对其进行分类。针孔仪检测精度一般要精确到微米级，尤其是对于检测系统在线或者离线灵敏度调整，需要反复地使用标定好的样本进行调试。现场一般调试方法是将针孔信号输出端连接入示波器中进行观察，然后观察具体检测信号的波形和幅值大小，再判断需要调整的程度。在现场连续生产环境下，这种调试方法有失便捷和精准性。工业现场使用的仪器设备在现场调试、维修时，希望能够使用便携、轻巧、直观的测试装置来显示仪器设备的工作状态。然而现有的用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置几乎没有，其信号采集和测试需接入笨重的示波器中，使用不便，调试复杂。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，该装置通过对检测设备中的相应信号进行放大和显示，能够方便地对针孔检测设备进行调校，方便现场维护和调试人员使用。本实用新型是这样实现的一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，包括输入信号、光耦隔离器和展宽电路，所述输入信号包括小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H，所述展宽电路包括第一三极管，二极管、电阻、电容、反相器、第二三极管、发光二极管；小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H经过光耦隔离器U2后，所述小针孔信号S串接电阻R15后接第一三极管Ql基极，第一三极管Ql集电极接二极管Dl负极，二极管Dl正极并接电容C4和反相器UlA输入端，电容C4另一端接地，电容C4串接电阻R2后接直流电源VCC，第一三极管Ql集电极串接电阻Rl后接直流电源VCC，反相器UlA输出端串接电阻R7后接第二三极管Q6基极，第二三极管Q6集电极接发光二极管D4负极，发光二极管D4正极串接电阻R12后接直流电源VCC，第一三极管Ql和第二三极管Q6发射极接地；所述中针孔信号M串接电阻R16后接第一三极管Q2基极，第一三极管Q2集电极接二极管D2负极，二极管D2正极并接电容C5和反相器UlA输入端，电容C5另一端接地，电容C5串接电阻R3后接直流电源VCC，第一三极管Q2集电极串接电阻R5后接直流电源VCC,反相器UlA输出端串接电阻R8后接第二三极管Q7基极，第二三极管Q7集电极接发光二极管D5负极，发光二极管D5正极串接电阻R13后接直流电源VCC，第一三极管Q2和第二三极管Q7发射极接地；所述大针孔信号H串接电阻R17后接第一三极管Q3基极，第一三极管Q3集电极接二极管D3负极，二极管D3正极并接电容C6和反相器UlA输入端，电容C6另一端接地，电容C6串接电阻R4后接直流电源VCC，第一三极管Q3集电极串接电阻R6后接直流电源VCC,反相器UlA输出端串接电阻R9后接第二三极管Q8基极，第二三极管Q8集电极接发光二极管D6负极，发光二极管D6正极串接电阻R14后接直流电源VCC，第一三极管Q3和第二三极管Q8发射极接地。所述输入信号还包括自检信号TF，自检信号TF经过光耦隔离器U2后，自检信号TF串接电阻R18后接三极管Q4基极，三极管Q4集电极接发光二极管D7负极，发光二极管D7正极串接电阻RlO后接直流电源VCC，三极管Q4发射极接地。所述输入信号还包括故障诊断信号CF，故障诊断信号CF经过光耦隔离器U3后，故障诊断信号CF串接电阻R19后接三极管Q5基极，三极管Q5集电极接发光二极管D8负极，发光二极管D8正极串接电阻Rll后接直流电源VCC，三极管Q5发射极接地。本实用新型通过对用于薄带材针孔检测设备中的相应信号进行放大和显示，即把检测设备中针孔信号转换为直观的LED指示灯信号，将检测设备中自检信号和故障诊断信号进行放大驱动LED指示灯，能够方便地对微孔检测设备进行调校，方便现场维护和调试人员使用。从而无需精确地观察和记录示波器上面的显示波形，只需要观察代表针孔大小等级的LED指示灯即可。本实用新型应用于薄带材针孔检测设备的维护和调校，可大大缩短发现故障时间，降低针孔检测设备灵敏度一致性调校难度，为在线检测设备正常工作提供了有效保证，从而促进了现场生产质量的提升。
图I为本实用新型用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置电路图；图2为本实用新型使用状态示意图。图中1带材(带钢)，2输送辊，3照射光源，4光电接收模块，5本实用新型的信号采集和测试装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，包括输入信号、光耦隔离器和展宽电路，所述输入信号包括小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H，所述展宽电路包括第一三极管，二极管、电阻、电容、反相器、第二三极管、发光二极管。所述小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H经过光耦隔离器U2后，所述小针孔信号S串接电阻R15后接第一三极管Ql基极，第一三极管Ql集电极接二极管Dl负极，二极管Dl正极并接电容C4和反相器UlA输入端，电容C4另一端接地，电容C4串接电阻R2后接直流电源VCC，第一三极管Ql集电极串接电阻Rl后接直流电源VCC ;反相器UlA输出端串接电阻R7后接第二三极管Q6基极，第二三极管Q6集电极接发光二极管D4负极，发光二极管D4正极串接电阻R12后接直流电源VCC，第一三极管Ql和第二三极管Q6发射极接地。同理，所述中针孔信号M串接电阻R16后接第一三极管Q2基极，第一三极管Q2集电极接二极管D2负极，二极管D2正极并接电容C5和反相器UlA输入端，电容C5另一端接地，电容C5串接电阻R3后接直流电源VCC，第一三极管Q2集电极串接电阻R5后接直流电源VCC ;反相器UlA输出端串接电阻R8后接第二三极管Q7基极，第二三极管Q7集电极接发光二极管D5负极，发光二极管D5正极串接电阻R13后接直流电源VCC，第一三极管Q2和第二三极管Q7发射极接地。同理，所述大针孔信号H串接电阻R17后接第一三极管Q3基极，第一三极管Q3集电极接二极管D3负极，二极管D3正极并接电容C6和反相器UlA输入端，电容C6另一端接地，电容C6串接电阻R4后接直流电源VCC，第一三极管Q3集电极串接电阻R6后接直流电 源VCC ;反相器UlA输出端串接电阻R9后接第二三极管Q8基极，第二三极管Q8集电极接发光二极管D6负极，发光二极管D6正极串接电阻R14后接直流电源VCC，第一三极管Q3和第二三极管Q8发射极接地。输入的针孔分类信号S、M、H经过光耦隔离器件与针孔检测设备输出电路隔离，将窄脉冲的针孔信号S、M、H信号，展宽到合适的宽度。以小针孔信号S为例，展宽电路简述如下当有S窄脉冲信号(光耦导通)时，第一三极管Ql导通，电容C4经二极管Dl迅速放电，反相器UlA输出为高，第二三极管Q6导通，发光二极管D4 (LED指示灯)点亮；然后当S窄脉冲信号变无(光耦截止)时，第一三极管Ql截止，由于二极管Dl的反向截止作用，电容C4只能经电阻R2充电，在充电到反相器UlA的反转电压前，第二三极管Q6维持导通，发光二极管D4 (LED指示灯)保持亮，继续充电到反相器UlA的反转电压，第二三极管Q6截止，发光二极管D4 (LED指示灯)灭，从而实现了对S窄脉冲的展宽。发光二极管D4 (LED指示灯)维持亮的时间与窄脉冲宽度无关，而是决定于R2XC4的值。同理，中针孔信号M和大针孔信号H的展宽与此类似。所述输入信号还包括自检信号TF和故障诊断信号CF。自检信号TF经过光耦隔离器U2后，自检信号TF串接电阻R18后接三极管Q4基极，三极管Q4集电极接发光二极管D7负极，发光二极管D7正极串接电阻RlO后接直流电源VCC，三极管Q4发射极接地。故障诊断信号CF经过光耦隔离器U3后，故障诊断信号CF串接电阻R19后接三极管Q5基极，三极管Q5集电极接发光二极管D8负极，发光二极管D8正极串接电阻RlI后接直流电源VCC，三极管Q5发射极接地。输入的自检信号TF和故障诊断信号CF经过光耦隔离器件与针孔检测设备输出电路隔离，自检信号TF和故障诊断信号CF经三极管Q4、Q5放大后直接驱动发光二极管D7、D8 (LED指示灯)。本实用新型用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置能对针孔检测设备是否发生故障进行判断，其工作原理是故障诊断信号CF、自检信号TF来自于针孔检测设备，经过光耦隔离器件输出至本实用新型的信号采集和测试装置，其中CF信号为判断光电检测模块是否存在掉电或者不能工作等故障，TF信号为自检信号，判断检测光源和光电接收模块均正常加电，但针孔检测设备检测位置处无带钢穿过时，则给出故障信号。使用本实用新型的信号采集和测试装置，可将CF信号和TF信号驱动发光二极管(LED指示灯)来判断当前是否存在故障。若二者均为高电平，发光二极管被点亮，则针孔检测设备工作正常，否则提示有故障存在。本实用新型用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置能对针孔检测设备的检测模块灵敏度进行测试，其工作原理是输入的针孔分类信号H、M、S来自于针孔检测设备信号输出端，针孔分类信号H、M、S三者的组合代表大小针孔。若S为高点 平1，M和H均为高电平0，则HMS组合为001，代表小针孔信号；若其组合为011，则代表中等针孔；若其组合为111，则代表大针孔。由于这三个信号均为窄脉冲信号，其输出的状态信号(检测信号)脉冲宽度都很短，一般小于0. Ims量级，远远低于人眼的反应时间，如果直接用发光二极管(LED指示灯)显示如此窄的脉冲信号，人眼根本无法看到。因此，首先要将其信号展宽到人眼可观察到的合适的宽度，然后点亮其所对应的发光二极管，呈现出所对应的针孔大小等级，并维持一小段时间后，再自动熄灭。在离线或者在线灵敏度校验中，通过对同一种大小的带材试样进行检测，观察各个检测模块检测出的针孔大小类别是否一致。若检测结果不一致，则对具体模块的检测灵敏度进行调节，使所有模块的检测灵敏度保持一致并达到检测精度要求。参见图2，图2为本实用新型使用状态示意图。针孔检测设备由照射光源3和光电接收模块4构成。照射光源3和光电接收模块4均呈“品”字型安装在带材I上下方，带材I经输送辊2输送。其中，照射光源3位于带材I上部，光电接收模块4位于带材I下部，覆盖住带材I全宽度，并使用挡片将带材I边部进行遮挡，防止过多环境光干扰。针孔检测设备故障检测信息(CF/TF信号)和针孔信息(H/M/S信号)输入到本实用新型的信号采集和测试装置5中。通过观察本实用新型的信号采集和测试装置5的发光二极管(LED指示灯)，就可以方便地判断检测设备当前状态，并结合带材试样上实际存在的针孔大小，以及各个接受模块的测试结果，判断出当前检测灵敏度是否符合要求。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均就包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，其特征是包括输入信号、光耦隔离器和展宽电路，所述输入信号包括小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H，所述展宽电路包括第一三极管，二极管、电阻、电容、反相器、第二三极管、发光二极管； 小针孔信号S、中针孔信号M、大针孔信号H经过光耦隔离器U2后，所述小针孔信号S串接电阻R15后接第一三极管Ql基极，第一三极管Ql集电极接二极管Dl负极，二极管Dl正极并接电容C4和反相器UlA输入端，电容C4另一端接地，电容C4串接电阻R2后接直流电源VCC，第一三极管Ql集电极串接电阻Rl后接直流电源VCC，反相器UlA输出端串接电阻R7后接第二三极管Q6基极，第二三极管Q6集电极接发光二极管D4负极，发光二极管D4正极串接电阻R12后接直流电源VCC，第一三极管Ql和第二三极管Q6发射极接地； 所述中针孔信号M串接电阻R16后接第一三极管Q2基极，第一三极管Q2集电极接二极管D2负极，二极管D2正极并接电容C5和反相器UlA输入端，电容C5另一端接地，电容C5串接电阻R3后接直流电源VCC，第一三极管Q2集电极串接电阻R5后接直流电源VCC，反相器UlA输出端串接电阻R8后接第二三极管Q7基极，第二三极管Q7集电极接发光二极管D5负极，发光二极管D5正极串接电阻R13后接直流电源VCC，第一三极管Q2和第二三极管Q7发射极接地； 所述大针孔信号H串接电阻R17后接第一三极管Q3基极，第一三极管Q3集电极接二极管D3负极，二极管D3正极并接电容C6和反相器UlA输入端，电容C6另一端接地，电容C6串接电阻R4后接直流电源VCC，第一三极管Q3集电极串接电阻R6后接直流电源VCC，反相器UlA输出端串接电阻R9后接第二三极管Q8基极，第二三极管Q8集电极接发光二极管D6负极，发光二极管D6正极串接电阻R14后接直流电源VCC，第一三极管Q3和第二三极管Q8发射极接地。
2.根据权利要求I所述的用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，其特征是所述输入信号还包括自检信号TF，自检信号TF经过光耦隔离器U2后，自检信号TF串接电阻R18后接三极管Q4基极，三极管Q4集电极接发光二极管D7负极，发光二极管D7正极串接电阻RlO后接直流电源VCC，三极管Q4发射极接地。
3.根据权利要求I或2所述的用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，其特征是所述输入信号还包括故障诊断信号CF，故障诊断信号CF经过光耦隔离器U3后，故障诊断信号CF串接电阻R19后接三极管Q5基极，三极管Q5集电极接发光二极管D8负极，发光二极管D8正极串接电阻Rll后接直流电源VCC，三极管Q5发射极接地。
专利摘要本实用新型公开了一种用于薄带材针孔检测设备的信号采集和测试装置，包括输入的小、中、大针孔信号S、M、H、光耦隔离器和展宽电路，所述小针孔信号S经光耦隔离器U2后串接电阻R15和第一三极管Q1基极，三极管Q1集电极接二极管D1负极，二极管D1正极并接电容C4和反相器U1A输入端，电容C4串接电阻R2后接直流电源VCC，三极管Q1集电极串接电阻R1和直流电源VCC，反相器U1A输出端串接电阻R7和第二三极管Q6基极，三极管Q6集电极接发光二极管D4负极，发光二极管D4正极串接电阻R12和直流电源VCC，第一三极管Q1和第二三极管Q6发射极接地；所述中、大针孔信号M、H连接与小针孔信号S接法相同。
文档编号G01N21/894GK202533385SQ201120538498
公开日2012年11月14日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者王康健, 石桂芬 申请人:宝山钢铁股份有限公司