专利名称：一种无线传感器网络的磁成像检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于铁磁性材料无损探伤检测领域中的装置，具体地说，是 涉及一种基于无线传输网络的磁检测装置。
技术背景采用磁敏元件的铁磁性材料损伤探测是一门新兴的检测技术，这项技术的关键是 利用磁敏元件检测被磁化的工件在损伤处出现的漏磁，从而实现无损探伤。目前国内已经 有一些现有技术以及成型的产品面市，但这些产品在性能指标和工艺上还存在一些缺陷， 具体表现为以下几个方面首先，存在检测精度不高的问题。根据技术查询，现行产品只能 检测Φ 1.6MM的通孔和15MM长的裂纹，对管状材料壁厚只有分辨减薄4%的情况。其次， 是设备安装复杂的问题，主要是远程数据连接电缆的安装问题。此类产品通常由探头、数 据采集器和主控计算机组成，其中，探头和数据采集器之间采用电缆连接，现场安装比较复 杂。实际使用中经常因操作者的疏忽造成电缆断线的情况。再次，是检测结果不明晰的问 题。现行产品通常是采用波形方式显示检测结果，操作者需要具备相当的专业知识才可以 对检测结果进行精确的判断，不利于快速地简便地给出损伤报警
实用新型内容
为了解决背景技术中所给出的现有技术存在的问题，本实用新型提供一种无线传 感器网络的磁成像检测装置，该种检测装置同目前常用的磁检测装置相比，就探头结构、数 据传输方式和检测结果显示等三个方面，进行了原理上的变更，从而实现了检测精度的提 高、安装工艺的简化和检测结果的易读。本实用新型的技术方案是该种无线传感器网络的磁成像检测装置，包括固定有 磁敏元件的环形探头支撑体、数据采集单元、数据传输单元以及主控计算机，其中，所述环 形探头支撑体上分布的磁敏元件采用二维磁敏元件阵列，即每2个相邻的磁敏元件中心 点之间的连接线与所述环形探头支撑体的轴线之间形成45度夹角；所述数据采集单元 接收来自于多路磁敏元件的磁检测信号，经过信号调理及模数转换后向所述数据传输单 元输出调理后的待传信号；所述数据传输单元为无线数据传输单元，由实现控制功能的 ΕΡΜ7218芯片以及两块分别实现无线发射和无线接收功能的ΙΕΕΕ802. IlG芯片构成，由所 述ΕΡΜ7218芯片接收来自于数据采集单元的待传信号，按照序列由ΙΕΕΕ802. IlG芯片通过 天线发出，并由置于远程的另一块ΙΕΕΕ802. IlG芯片接收；所述主控计算机分别向所述数 据采集单元和数据传输单元输出中断与启动控制信号。为实现检测结果的易读，所述装置还包括一个磁损伤信号成像单元，此成像单 元由实现成像控制功能的STM32F103芯片和实现存储功能的62LV512芯片构成，所述 STM32F103芯片接收来自于无线数据传输单元的原始损伤信号，在主控计算机内置的程序 控制下进行图像转换，以控制所述成像单元向计算机输出图像信号。本实用新型具有如下有益效果本种无线传感器网络的磁成像检测装置，由于采用了具有特殊结构的二维阵列式磁敏元件阵列，经过大量的试验检测后发现，能够将损伤 检测精度提高到通孔分辨力为Φ 1MM、裂纹长度分辨力为9ΜΜ、管状材料壁厚减薄分辨力为 1.5%，并能分辨出损伤的几何形状，因此大大提高了检测精度。此外，采用无线网络数据传 输结构，无需再安装数据传输电缆，使现场安装更简便。此外，本装置加装了成像单元，可以 采用图像方式显示检测结果，能够直接显示出损伤的几何形状，便于操作者直接判读检测 结果，而无需对操作者进行专业培训。
图1是本实用新型的构成示意图。图2是本实用新型中数据采集单元的电气原理图。图3是本实用新型中数据传输单元的电气原理图。图4是本实用新型中成像单元的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该种无线传感器网络的磁成像检测装置，包括固定有磁敏元件的环 形探头支撑体、数据采集单元、数据传输单元以及主控计算机。下面对其改进部分以及所能 获得的效果做单独说明其中，所述环形探头支撑体上分布的磁敏元件采用二维磁敏元件阵列，即每2个 相邻的磁敏元件中心点之间的连接线与所述环形探头支撑体的轴线之间形成45度夹角。 此外，每个磁敏元件都采用单独的导磁结构。这样改进后，经过大量的实验证明，能够将损 伤检测精度提高到通孔分辨力为Φ 1ΜΜ、裂纹长度分辨力为9ΜΜ、管状材料壁厚减薄分辨力 为1.5%，并能分辨出损伤的几何形状，因此大大提高了检测精度。图2所示是所述数据采集单元的电气原理图，该单元接收来自于多路磁敏元件的 磁检测信号，经过信号调理及模数转换后向所述数据传输单元输出调理后的待传信号。图3所示是所述数据传输单元的电气原理图，该单元为无线数据传输单元，由实 现控制功能的ΕΡΜ7218芯片以及两块分别实现无线发射和无线接收功能的ΙΕΕΕ802. IlG 芯片构成，由所述ΕΡΜ7218芯片接收来自于数据采集单元的待传信号，按照序列由 ΙΕΕΕ802. IlG芯片通过天线发出，并由置于远程的另一块ΙΕΕΕ802. IlG芯片接收。这样，在 磁检测现场就不用安置数据传输电缆，大大简化了作业程序，使现场安装更为简化。上述工作过程的实现都依靠于所述主控计算机的控制，由主控计算机分别向所述 数据采集单元和数据传输单元输出中断与启动控制信号。在上述基本方案的基础上为实现检测结果的易读，在所述装置中还增加了一个磁 损伤信号成像单元。所述成像单元的电气原理图如图4所示，此成像单元由实现成像控制 功能的STM32F103芯片和实现存储功能的62LV512芯片构成，所述STM32F103芯片接收来 自于无线数据传输单元的原始损伤信号，在主控计算机内置的程序控制下进行图像转换， 以控制所述成像单元向计算机输出图像信号。具体实现成像的基本原理如下由STM32F103芯片将损伤传感数据还原成彩色图像，用灰色显示被测工件的基底 及壁厚情况，其灰度级用来代表壁厚的变化情况，当灰度级达到32767以上时，代表该区域
4的壁厚已经减薄至原壁厚的1.5%以上。用红色显示其它损伤，图像中直接标被显示这些 损伤的几何尺寸。由图像单元转换形成的数据为16BIT，可细分为65535灰度级，并行的24 个传感器通道数据可以形成线状图像数据，按规定速度移动被测工件或者移动传感器，就 可以形成面状图像数据。
权利要求1.一种无线传感器网络的磁成像检测装置，包括固定有磁敏元件的环形探头支撑体、 数据采集单元、数据传输单元以及主控计算机，其特征在于所述环形探头支撑体上分布的磁敏元件采用二维磁敏元件阵列，即每2个相邻的磁敏 元件中心点之间的连接线与所述环形探头支撑体的轴线之间形成45度夹角；所述数据采集单元接收来自于多路磁敏元件的磁检测信号，经过信号调理及模数转换 后向所述数据传输单元输出调理后的待传信号；所述数据传输单元为无线数据传输单元，由实现控制功能的EPM7218芯片以及两块分 别实现无线发射和无线接收功能的IEEE802. IlG芯片构成，由所述EPM7218芯片接收来自 于数据采集单元的待传信号，按照序列由IEEE802. IlG芯片通过天线发出，并由置于远程 的另一块IEEE802. IlG芯片接收；所述主控计算机分别向所述数据采集单元和数据传输单元输出中断与启动控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的磁成像检测装置，其特征在于所述 装置还包括一个磁损伤信号成像单元，此成像单元由实现成像控制功能的STM32F103芯片 和实现存储功能的62LV512芯片构成，所述STM32F103芯片接收来自于无线数据传输单元 的原始损伤信号，在主控计算机内置的程序控制下进行图像转换，以控制所述成像单元向 计算机输出图像信号。
专利摘要一种无线传感器网络的磁成像检测装置。主要解决现有的磁检测装置检测精度低、现场安装复杂以及检测结果不易读的问题。其特征在于所述环形探头支撑体上分布的磁敏元件采用二维磁敏元件阵列，即每2个相邻的磁敏元件中心点之间的连接线与所述环形探头支撑体的轴线之间形成45度夹角；数据采集单元接收来自于多路磁敏元件的磁检测信号，经过信号调理及模数转换后向所述数据传输单元输出调理后的待传信号；数据传输单元为无线数据传输单元，主控计算机分别向数据采集单元和数据传输单元输出中断与启动控制信号。该装置在现有技术的基础上进行了原理上的变更，从而实现了检测精度的提高、安装工艺的简化和检测结果的易读。
文档编号G08C17/02GK201780282SQ20102051585
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者侯兆锋, 武亚江, 王兆春, 马志恒 申请人:大庆恒通电子有限公司