本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器的製作方法

2023-07-22 12:48:16

專利名稱：本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器的製作方法
技術領域：
本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器
技術領域：
本實用新型屬於煤礦、石油等行業在爆炸性氣體環境中無損檢測的技術領域。特
別涉及一種本質安全型的鋼絲繩磁探傷儀處理器。背景技術：
鋼絲繩探傷儀採用的傳感器都是基於公認的電磁原理而設計，目前的產品主要還
是應用傳統的儀器(即非計算機化的儀器)對傳感器採集的信號進行分析處理，(如圖l所
示)。並且這些國內外的鋼絲繩探傷儀都是基於非爆炸性氣體環境使用而研發和製造，不能
適應在煤礦、石油等行業爆炸性氣體環境中使用。目前，在這些爆炸性氣體環境中對鋼絲繩
的探傷，只能應用原始的人工眼看、手摸、尺量的方法檢查在線鋼絲繩的斷絲、鏽蝕等缺陷，
或者是根據經驗設定鋼絲繩報廢的服役時間，其結果一不科學，二是浪費。 在鋼絲繩探傷過程中，由於鋼絲繩長度是無限長而不能確定，其結構複雜、品種
多，因此唯有應用電腦直接採樣和處理即計算機化的儀器取代傳統儀器的虛擬儀器技術才
能不漏檢、不誤判，如圖2所示。 但是，普通的電腦也是不能在爆炸性氣體環境中使用的。雖然國外已經推出了可 以在爆炸性氣體環境中使用的防爆電腦，但市場上很少見，價格昂貴，重量不輕，隨身攜帶 十分不便。

發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術中所存在的缺陷，提供一種 鋼絲繩探傷儀的信號處理器，使其能滿足在爆炸性氣體環境中使用的本質安全要求。 本實用新型採用了下列技術方案解決了其技術問題一種本質安全型鋼絲繩磁探 傷儀處理器，包括一個可接受傳感器輸出的模擬信號並將其轉換成數位訊號的A/D轉換電 路，其特徵在於該A/D轉換電路還與一個控制電路相連接，該控制電路還與一個USB接口 電路相連接，該USB接口電路中的USB接口連接一個移動存儲器。 本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和積極效果。本實用新型採用將傳 感器和電腦分體，將現場檢測到的數據運用A/D轉換電路以及單片機模塊存儲到移動存儲 器，巧妙地應用移動存儲器(比如U盤)進行採樣數據的傳遞，使鋼絲繩探傷儀達到了本質 安全的要求，可以在爆炸性氣體環境中使用。符合中國國家標準GB3836.4-2000《爆炸性氣 體環境用電氣設備》，並降低了製作成本，使檢測操作過程簡單而又方便。


圖1為目前國內外通用的鋼絲繩探傷儀框圖； 圖2為現有技術中利用電腦的鋼絲繩探傷儀框圖； 圖3為本實用新型技術方案框圖； 圖4為本實用新型技術方案框圖；[0012] 圖5為本實用新型中USB接口電路的結構原理圖； 圖6為本實用新型中A/D轉換電路和控制電路的結構原理圖。 圖中各序號分別表示為 l-A/D轉換電路； 2-控制電路； 3-USB接口電路； 4-移動存儲器； Ul-單片機集成電路晶片； U2-A/D轉換器集成電路晶片； U3-鎖存器集成電路晶片； U4-接插件； U5-USB接口集成電路晶片； -USB接口。
具體實施方式
從圖3可見，本實用新型的總體技術方案的構思，是巧妙地應用移動存儲設備(U
盤等)進行採樣數據的傳遞，發明基於U盤存貯的處理器。 以下結合實施例以及附圖對本實用新型作進一步的描述。 參照圖4至圖6，本實用新型包括一個可接受傳感器輸出的模擬信號並將其轉換 成數位訊號的A/D轉換電路1，該A/D轉換電路1與一個控制電路2相連接，該控制電路2 與一個USB接口電路3相連接，該USB接口電路3中的USB接口 U6連接一個移動存儲器4。 所述的控制電路2還連接一個鎖存電路中的鎖存器集成電路晶片U3。 USB接口電路3與控 制電路2之間通過一個接插件U4相互連接。所述的控制電路3還連接一個實時報警電路 (圖中未畫出)。 本實用新型所述的A/D轉換電路1主要是由一個A/D轉換器集成電路晶片U2所 構成，該A/D轉換器集成電路晶片U2型號採用的是MAX186，它是一塊將8通道模擬開關、大 帶寬跟蹤/保持電路、12位A/D轉換器和移位寄存器集成一起的20腳雙列直插晶片。消 除了傳輸誤差，提高了採樣精度和轉換精度，體積小、轉換速度快、轉換精度高、功耗低、用 5V單電源或士5V雙電源供電，模擬輸入可由軟體設置為單或雙極性和單端或差分兩種輸 入轉換方式。其SCLK引腳作為時鐘信號輸入，CS作為片選信號輸入，DIN作為串行信號輸 入，DOUT作為串行信號輸出。 本實用新型所述的控制電路2主要是由一個單片機集成電路晶片Ul所構成，該集 成電路晶片Ul採用的是華邦公司的W78E58B，它是8位單片機，內含32KB Flash/EEPR0M， 其引腳若能與8051系列單片機安全兼容。主要通過編制軟體系統協調各模塊的工作，控制 數據採樣，數據格式轉換和數據的寫入。所述的鎖存電路中的鎖存器集成電路晶片U3採用 型號為74LS373。用於控制電路2送出的數據在接口電路的輸出端保持一段時間鎖存後狀 態不再發生變化，直到解除鎖定。 本實用新型所述的USB接口電路3主要是由一個USB接口集成電路晶片U5所構 成，該晶片型號為SL811HS。提供單片機集成電路晶片U1和移動存儲器4之間的通信通道， 實現數據從單片機Ul到移動存儲器4的傳輸。 本實用新型所述的移動存儲器4需採用標準USB Mass Storage協議，支持 FAT12/16文件系統，8.3文件名格式，支持最大容量1G的U盤或者移動硬碟等，用來保存現 場檢測數據文件，以便作進一步的缺陷分析。 本實用新型的系統工作原理描述如下當傳感器開始檢測工作時，輸出脈衝信號作為本處理器控制電路的同步信號，同時檢測鋼絲繩的三路參數數據(模擬信號)。當控制 電路獲得同步信號後，啟動A/D轉換，取得轉換結果，系統對數據進行處理後，判斷是否有 斷絲發生，如果有則報警。同時把數據寫入移動存儲器4中在控制電路上電時就建好的文 件中，以便將來分析處理。 本實用新型對鋼絲繩檢測速度可以達到每秒0 2000個數據，同時保證了測量的 精度。並可以按指定的格式存入數據，動態檢測移動存儲器中是否有同名的文件，並自動添 加文件，在無人工幹預的情況下可以實現多次檢測，使用起來極為方便。同時，報警系統可 以對斷絲進行實時報警，方便了實時處理。
權利要求一種本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器，包括一個可接受傳感器輸出的模擬信號並將其轉換成數位訊號的A/D轉換電路，其特徵在於該A/D轉換電路還與一個控制電路相連接，該控制電路還與一個USB接口電路相連接，該USB接口電路中的USB接口連接一個移動存儲器。
2. 根據權利要求1所述的一種本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器，其特徵在於所述 的控制電路還連接一個鎖存電路。
3. 根據權利要求l所述的一種本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器，其特徵在於USB接 口電路與控制電路之間通過一個接插件相互連接。
4. 根據權利要求1所述的一種本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器，其特徵在於所述 的控制電路還連接一個實時報警電路。
專利摘要一種本質安全型鋼絲繩磁探傷儀處理器，包括一個可接受傳感器輸出的模擬信號並將其轉換成數位訊號的A/D轉換電路，其特徵在於該A/D轉換電路還與一個控制電路相連接，該控制電路還與一個USB接口電路相連接，該USB接口電路中的USB接口連接一個移動存儲器。本實用新型採用將傳感器和電腦分體，將現場檢測到的數據運用A/D轉換電路以及單片機模塊存儲到移動存儲器，巧妙地應用移動存儲器(比如U盤)進行採樣數據的傳遞，使鋼絲繩探傷儀達到了本質安全的要求，可以在爆炸性氣體環境中使用。符合中國國家標準GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備》，並降低了製作成本，使檢測操作過程簡單而又方便。
文檔編號G01N27/82GK201503414SQ20092020974
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月16日 優先權日2009年9月16日
發明者何冬環, 楊鴻石, 董信華 申請人:上海而華虛擬儀器製造有限公司;上海且華虛擬儀器技術有限公司