专利名称：一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统，具体的说是应用涡流 传感器、相敏检波器、继电器、单片机AT89C52及一些外围芯片电路实现焊管焊缝质量检测 及缺陷焊管自动剔除的控制系统。
技术背景焊管广泛应用于工业、农业、国防等领域，并在这些领域中发挥着及其重要的作用。在 焊管生产中，由于焊管需要承受各种流体压力，焊缝质量成为检验焊管质量是否合格的重要 指标。随着焊接钢管的应用范围的不断扩大，对其质量的要求也越来越高，目前工业上焊管 质量无损检测方法有超声检测、射线检测、渗透检测、磁粉检测和涡流检测。涡流无损检测 与其他方法相比有其独特的优点与超声检测和射线检测相比，不需耦合剂，可非接触测量； 与渗透检测相比，不需清洗试件，可实现检测自动化；与磁粉检测相比，对磁性材料和非磁 性材料均有效，且不污染环境，操作简单。随着焊管生产需要逐步实现完全自动化，研制一 种能与原系统联机的具有自动剔除缺陷焊管的系统，来代替人工进行缺陷焊管的剔除工作， 来解放、发展生产力，提高剔除质量和效率成为必然的发展趋势。 发明内容针对上述的不足，本发明提供了一种可代替简单、重复、繁重的人工劳动，而且可以大 幅度提高效率的焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统。 本发明是通过以下技术方案实现的一种焊管焊缝质量检测及自动剔除缺陷焊管自动剔除控制系统，它由涡流传感器、零电 势补偿器、放大器、单片机控制电路、缺陷信号处理电路、光电隔离电路、继电器驱动电路 组成。涡流传感器连接零电势补偿器,零电势补偿器与放大器相连，放大器后接缺陷信号处理 电路，缺陷信号处理电路连接单片机控制电路，单片机控制电路后接光电隔离电路，光电隔 离电路接继电器驱动电路。缺陷信号处理电路包括移相器、低频放大器、低通滤波器、相敏 检波器、幅度鉴别器、采样保持电路。低频放大器与低通滤波器连接，相敏检波器连接移相 器和低通滤波器，低通滤波器后接幅度鉴别器，幅度鉴别器后接采样保持电路。单片机控制 电路包括单片机AT89C52、模拟-数字转换器、数字-模拟转换器。模拟-数字转换器、数字-模拟转换器接单片机AT89C52。放大器接缺陷信号处理电路的低频放大器和相敏检波器，缺 陷信号处理电路中的采样保持电路、移相器分别接单片机控制电路中的模拟-数字转换器和数 字-模拟转换器，光电隔离电路的输入端接单片机AT89C52的Pl.O，继电器驱动电路后可接 剔除缺陷焊管的电机。涡流传感器的探头产生的检测信号由于存在零电势，须先进行补偿，而后进入放大器。
相敏检波器和低通滤波器利用相位和频率的差异将缺陷信号从载波信号及众多的干扰信号中 提取出来。缺陷信号的波形由幅度鉴别器规整化后，经采样保持电路送至单片机控制电路中 的模拟-数字转换器，转化为数字信号后由单片机AT89C52处理，单片机AT89C52利用从幅度 鉴别器中获得的缺陷信号的幅值作为反馈信息，控制移相器进行相位跟踪，使相敏检波器在 最佳相位出工作。经过涡流检测到的焊缝质量缺陷信号经调理之后变为低电平输送到单片机AT89C52，单 片机AT89C52产生中断，发出指令，对该焊管进行剔除处理，电机接通的延时由单片机的定 时器功能来实现。在剔除信号输出的电路中接有光电隔离电路，有效防止了现场电磁干扰或 工频电压反串到系统中。继电器驱动电路使用了一只固态继电器，因此在接通时不会有火花 出现，不会对单片机正常运行造成干扰。本发明提供的一种焊管焊缝质量检测及自动剔除缺陷焊管自动剔除控制系统可代替简 单、重复、繁重的人工劳动，具有检测灵敏度、检测度高，检测速度准确的优点。
图1为一种焊管焊缝质量检测及自动剔除缺陷焊管自动剔除控制系统的结构框图； 图2为缺陷信号处理电路的结构框图；图3为单片机控制电路的结构框图；图4为相敏检波器的电路原理图；图5为光电隔离电路和继电器驱动电路的原理图。其中，1、涡流传感器2、零电势补偿器，3、放大器，4、缺陷信号处理电路，5、单片 机控制电路，6、光电隔离电路，7、继电器驱动电路。
具体实施方式
图l、图2、图3中，涡流传感器1连接零电势补偿器2，零电势补偿器2与放大器3相 连，放大器3后接缺陷信号处理电路4，缺陷信号处理电路4连接单片机控制电路5，单片机 控制电路5后接光电隔离电路6，光电隔离电路6接继电器驱动电路7。缺陷信号处理电路4 包括移相器、低频放大器、低通滤波器、相敏检波器、幅度鉴别器、采样保持电路。低频放 大器与低通滤波器连接，相敏检波器连接移相器和低通滤波器，低通滤波器后接幅度鉴别器， 幅度鉴别器后接采样保持电路。单片机控制电路5包括单片机AT89C52、模拟-数字转换器、 数字-模拟转换器。模拟-数字转换器、数字-模拟转换器接单片机AT89C52。放大器3接缺陷 信号处理电路4的低频放大器和相敏检波器，缺陷信号处理电路4中的釆样保持电路、移相 器分别接单片机控制电路5中的模拟-数字转换器和数字-模拟转换器，光电隔离电路6的输 入端接单片机AT89C52的Pl. 0，继电器驱动电路7后可接剔除缺陷焊管的电机。图4为相敏检波器的电路原理图，相敏检波器由非线元件加低通滤波器构成。用相敏检
波器来鉴别各种缺陷引起的信号相位，调节移相器相位，使相敏检波器让缺陷信号通过，削 弱其他因素引起的信号。
图5为光电隔离电路和继电器驱动电路的原理图，继电器驱动电路使用了一只固态继电 器，因此在接通时不会有火花出现，不会对单片机正常运行造成干扰。
涡流传感器1的探头产生的检测信号由于存在零电势，须先经零电势补偿器2进行补偿， 而后进入放大器3。相敏检波器和低通滤波器利用相位和频率的差异将缺陷信号从载波信号及众多的干扰信号中提取出来。缺陷信号的波形由幅度鉴别器规整化后，经采样保持电路送至单片机控制电路5中的模拟-数字转换器，转化为数字信号后由单片机AT89C52处理，单片 机AT89C52利用从幅度鉴别器中获得的缺陷信号的幅值作为反馈信息，控制移相器进行相位 跟踪，使相敏检波器在最佳相位出工作。经过涡流检测到的焊缝质量缺陷信号经调理之后变 为低电平输送到单片机AT89C52，单片机AT89C52产生中断，发出指令，对该焊管进行剔除 处理。
权利要求
1、一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统，它由涡流传感器、零电势补偿器、放大器、单片机控制电路、缺陷信号处理电路、光电隔离电路、继电器驱动电路组成，其特征在于涡流传感器连接零电势补偿器，零电势补偿器与放大器相连，放大器后接缺陷信号处理电路，缺陷信号处理电路连接单片机控制电路，单片机控制电路后接光电隔离电路，光电隔离电路接继电器驱动电路。
2、 根据权利要求书1所述的一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统，其特征在 于所述的缺陷信号处理电路包括移相器、低频放大器、低通滤波器、相敏检波器、幅度 鉴别器、采样保持电路，低频放大器与低通滤波器连接，相敏检波器连接移相器和低通滤 波器，低通滤波器后接幅度鉴别器，幅度鉴别器后接采样保持电路。
3、 根据权利要求书1所述的一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统，其特征在 于单片机控制电路包括单片机AT89C52、模拟_数字转换器、数字-模拟转换器。模拟-数字转换器、数字-模拟转换器接单片机AT89C52。
全文摘要
本发明涉及一种焊管焊缝质量检测及缺陷焊管自动剔除控制系统，它由涡流传感器、零电势补偿器、放大器、单片机控制电路、缺陷信号处理电路、光电隔离电路、继电器驱动电路组成。涡流传感器连接零电势补偿器，零电势补偿器与放大器相连，放大器后接缺陷信号处理电路，缺陷信号处理电路连接单片机控制电路，单片机控制电路后接光电隔离电路，光电隔离电路接继电器驱动电路，经过涡流检测到的焊缝质量缺陷信号经调理之后变为低电平输送到单片机AT89C52，单片机AT89C52产生中断，发出指令，对该焊管进行剔除处理。本发明可代替简单、重复、繁重的人工劳动，具有检测灵敏度、检测度高，检测速度准确的优点。
文档编号B07C5/34GK101126739SQ20071011283
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者丛悦增, 于复生, 宋传增, 沈孝芹, 陈光明 申请人:于复生