专利名称：用于检针机的多通道信号分析导航装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号处理装置，特别涉及一种用于检针机的多通 道信号分析导航装置。
背景技术：
目前的检针机的检测通道宽度受检测灵敏度制约， 一般由多个检测通 道组成，多个检测通道的结构容易产生各个检测通道检测灵敏度不一致的 问题。目前的检针机尤其是对纺织品、玩具等物品断针异物检测的检针机， 一般由8个检测通道组成，检测通道分别由永磁铁和检测线圈组成；当含有 铁磁性的断针异物通过检测通道时，检测线圈两端会产生感应电压，信号处 理电路对检测通道感应信号进行采样、放大、滤波和整流处理后，与设定 的断针异物检测的比较电平值进行硬件电路比较，根据比较值确定执行电 路动作。上述检针机没有对各个检测通道的信号处理电路的输出信号进行 量化检测并分析，不能对各检测通道检测灵敏度一致性、检针机的内外干 扰、检针机的工作稳定性等进行分析。对于普通用户来说，由于没有友善 的信号分析操作导航界面，对调节检针机各通道的灵敏度一致性、降低检 针机的内外干扰以及提高检针机的工作稳定性具有很大的难度。
实用新型内容
本实用新型发明要解决的技术问题是提供一种用于检针机的多通道信 号分析导航装置，该装置能实时显示出各个检测通道的工作状态，可以对
检针机的各通道检测灵敏度一致性、内外干扰定位进行分析导航。
为解决上述技术问题，本实用新型的用于检针机的多通道信号分析导 航装置，包括AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块、
显示模块，AD采样控制和处理模块控制AD采样模块对检针机的各个检测 通道信号处理电路的输出信号进行高速采样，根据得到的各个检测通道信 号处理电路的输出信号采样数据及检针机的工作状态标志数据，输出控制 信号到显示驱动控制模块，显示驱动控制模块根据AD采样控制和处理模 块输出的控制信号输出显示模块驱动控制信号，控制显示模块显示出检针 机各种工作状态下各个检测通道信号处理电路的输出信号幅值。
AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块、显示模 块可以集成于同一单片机上，也可以分别采用单独的芯片，通过通信端口 连接。
本实用新型的用于检针机的多通道信号分析导航装置，通过对多个检 测通道的高速采样以及同时量化显示，并显示检针机的设备运行状态，能 实时显示出各个检测通道的工作状态，从而可以得到设备的内外干扰信息、 各通道检测灵敏度一致性的信息、检针机的工作稳定性信息及断针异物位 置及大小信息等，从而指导用户调节各检测通道检测灵敏度的一致性，识 别环境干扰，调试机器的最佳工作性能，极大地提高检针机的工作稳定性 和可靠性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步详细说明。
图1为包含本实用新型的系统构成框图； 图2A为本实用新型实施例的电子原理图第一部分； 图2B为本实用新型实施例的电子原理图第二部分； 图3为本实用新型实施例的显示界面示意图； 图4为本实用新型实施例的运行状态的显示界面示意图； 图5为本实用新型实施例的待机状态的显示界面示意图； 图6为本实用新型实施例的检出状态的显示界面示意图； 图7为本实用新型实施例的工作流程图。
具体实施方式
图1为本实用新型较佳实施例的框图，该用于检针机的多通道信号分 析导航装置连接于原有的8个检测通道检测信号的放大、滤波、整流等处 理电路的输出信号接口上，由AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显 示驱动控制模块、显示模块依次连接而成。具体工作过程是，AD采样控 制和处理模块控制AD采样模块，对检针机的各个检测通道感应信号放大、 滤波、整流等处理电路的输出信号进行高速采样，把采样结果根据检针机 运行状态进行分析和处理，输出控制信号到显示驱动控制模块，显示驱动 控制模块对根据AD采样控制和处理模块输出的控制信号输出驱动控制信 号，控制驱动电路驱动显示屏，显示屏配以用户数字图形界面，同时显示 出检针机每个检测通道的感应信号强度及检针机工作状态，为用户对检针 机的多通道信号分析导航，从而对检针机进行调试。作用如下
① 运行状态指示，用于实时指示检测状态、精确调节各检测通道的灵 敏度一致性、设备稳定性；
② 待机状态指示，可指示各检测通道的干扰信号强度，用户可据此多
通道联合检测判断出机器的受干扰情况并判断干扰的方位；
③检出状态指示，对含异物检测通道的信号幅度进行锁定，指示含异
物检测通道的信号幅度，用户可据此分析断针异物的位置及大小。
采用本实用新型，能直观地告知用户检针机的检测工作状态，有助于
提高检针机的工作稳定性和可靠性。
下面结合具体实施例来说明，如图2A和图2B所示，以用于八个检测 通道检针机的多通道信号分析导航装置为例进行描述，详细说明本实用新 型电路的构成以及工作方式。电路连接如下
检测通道的信号处理电路S8对检针机的八个检测通道的感应信号进 行放大、滤波和整流输出，八个信号处理电路输出信号CH1至CH8分别连 接到MICROCHIP的PIC18F4331高性能单片机Ul的八个AD采样端口， PIC18F4331高性能单片机内置AD模块，最高采样频率为200kHz，由于检 针机的检测信号周期约为250ms，该单片机的高速AD采样模块完全可以 满足采样检测通道的一致性的需求。显示模块的显示屏采用8块8*8的 双色LED点阵，行和列分别采用4块和2块LED组成，成为一个32*16 的点阵屏，共有列信号64路，行信号16路。显示驱动电路采用MAX6971 芯片，MAX6971为4线串行输入和16线并行输出的LED专用驱动芯片， 引脚CLK为串行时钟输入，引脚DIN为数据串行输入，引脚LE为数据并 行输出锁存器使能，引脚DOUT为级联下一片MAX6971的串行数据输出， 引脚/0E为LED驱动使能输出，引脚SET为LED驱动电流设置，引脚OUT0 至0UT15为十六个LED驱动输出。第一显示驱动芯片U2、第二显示驱动 芯片U3、第三显示驱动芯片U4、第四显示驱动芯片U5为MAX6971芯片，
每片MAX6971驱动双色LED的8路绿色和8路红色的列信号，4片MAX6791 共可驱动LED点阵显示屏的64路列信号;单片机U1的四个输入输出引脚 作为显示驱动芯片MAX6971的四线信号输入，其中三个引脚分别连接显示 驱动芯片的/0E、 CLK、 LE引脚；另一个引脚作为串行数据输入连接第一 显示驱动芯片U2的DIN引脚，第一显示驱动芯片U2的DOUT引脚连接第 二显示驱动芯片U3的DIN引脚，第二显示驱动芯片U3的DOUT引脚连接 第三显示驱动芯片U4的DIN引脚，第三显示驱动芯片U4的DOUT引脚连 接第四显示驱动芯片U5的DIN引脚，第一显示驱动芯片U2的0UT0 0UT15 分别连接第一 LED点阵Ll和第二 LED点阵L2的G1 G7和0广07，第二显 示驱动芯片U3的OUT(TOUT15分别连接第三LED点阵L3和第四LED点阵 L4的G1 G7和0广07，第三显示驱动芯片U4的OUT0 OUT15分别连接第五 LED点阵L5和第六LED点阵L6的G1 G7和0广07，第四显示驱动芯片U5 的OUT0 OUT15分别连接第七LED点阵L7和第八LED点阵L8的G1 G7和 01 07，完成八块LED点阵显示的64路列信号驱动，其中LED点阵的G1 G7 为绿色LED的引脚，01 07为红色LED的引脚。显示驱动芯片的SET引脚 分别连接电阻，用于调节LED的驱动电流，以达到调节LED点阵显示亮度 的功能。十六个功率三极管Q采用2SA1952，发射级连接+5V电源，其中 八个功率三极管Q的集电极分别连接LED点阵的第一 LED点阵Ll、第三 LED点阵L3、第五LED点阵L5、第七LED点阵L7的行控制信号端 R0W1 R0W8，另外八个功率三极管Q的集电极分别连接LED点阵的第二 LED 点阵L2、第四LED点阵L4、第六LED点阵L6、第八LED点阵L8的行控 制信号端R0W1 R0W8，功率三极管Q的基级分别通过基极电阻R连接单片
机Ul的十六个输入输出引脚，完成LED点阵模块的16路行信号的驱动。 上述实施例的装置显示屏32*16点阵界面规划为8个通道的柱状图， 横向划分每个通道的柱状图为3*16的LED柱(宽为3个点，高为16个点)， 通道间间隔1*16点的LED间隔带，如图3所示；
上述实施例的集成AD采样控制和处理模块和显示驱动控制模块的单 片机U1的工作流程如图7所示系统上电，单片机完成初始化，LED点 阵进行初始化扫描，以1*16的列，从右向左进行移动，移动完毕后，显 示装置转入工作状态。AD采样控制和处理模块启动AD采样模块进行高速 采样和转换，保存转换结果；根据检针机的操作指示得到的检针机工作状 态标志保存在AD采样控制和处理模块的内存中；AD采样控制和处理模块 根据检针机的工作状态标志及AD采样数据结果输出控制信号；显示驱动 控制模块根据AD采样控制和处理模块输出的控制信号输出显示模块驱动 控制信号，通过显示模块的显示驱动电路使显示屏区分显示出运行状态、 待机状态、检出状态如下-
运行状态，只驱动LED点阵绿色的LED,点阵为绿色显示，实时显示 出各个检测通道感应信号幅值。用户可通过对标准测试块的检测，判断检 针机的各个检测通道的一致性，指导用户灵敏度调试；在运行空载状态， 用户可根据监测的各个检测通道感应信号幅值，判断检针机的工作稳定 性;在运行检测状态，用户可根据实时监测的各个检测通道感应信号幅值， 判断被检测物品的断针异物的残留情况。图4所示为被检测物品无断针异 物的显示界面；
待机状态，同时驱动LED点阵绿色和红色的LED，点阵为黄色显示，
根据监测的各个检测通道感应信号幅值和检测通道位置相关性，用户可以 判断出机器的受干扰情况并判断干扰的方位。如图5所示，待机检测的各 个检测通道感应信号幅值，可以表征检针机的受干扰状况，用户根据各个
检测通道感应信号幅值可以分析得到干扰源的方位；图5所示为第八检测 通道CH8侧有干扰的显示界面；
检出状态，只驱动LED点阵红色的LED，点阵为红色显示，对检测的 含有断针异物通道进行幅值锁定，指示用户进行断针异物排除，图6所示 为第四检测通道CH4探测出断针异物的显示界面。
实施例中给出的是用于8个检测通道检针机的多通道信号分析导航 装置，根据同样的技术构思，本实用新型可以适用于10个、16个等任何 检测通道数的检针机，通过对多个检测通道的信号处理电路的输出信号的 高速采样并结合根据检针机的操作指示得到的工作状态标志，同时显示检 针机的设备运行状态及各个检测通道感应信号幅值，用户可以据此进行检 针机的内外干扰分析、各检测通道检测灵敏度一致性的分析及检针机的工 作稳定性的分析，从而极大地提高设备的工作稳定性和可靠性，在实际应 用中取得了良好的效果。上述实施例显示模块可以采用液晶等显示模块， AD采样模块、AD采样控制和处理模块及显示驱动控制模块可以如上述实 施例由集成在同一单片机之上，也可以分别采用单独的芯片，通过通信端 口连接实施，与此类似地相关技术手段本领域的技术人员均易于实施，在 此不一一列举实施例。
以上实施例描述了本使用新型的基本原理和本使用新型的优点，仅供 说明本实用新型之用，而非对本实用新型的权利保护的限制。相关技术领
域的人员在不脱离本实用新型技术构思的前提下，还会做出各种变换和改 进，这些变化和改进都在本实用新型要求保护的范围内，本实用新型要求 保护范围由所附的权利要求书界定。
权利要求1、一种用于检针机的多通道信号分析导航装置，其特征在于，包括AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块、显示模块，AD采样控制和处理模块控制AD采样模块对检针机的各个检测通道信号处理电路的输出信号进行采样，根据得到的各个检测通道信号处理电路的输出信号采样数据及检针机的工作状态标志数据，输出控制信号到显示驱动控制模块，显示驱动控制模块根据AD采样控制和处理模块输出的控制信号输出显示模块驱动控制信号，控制显示模块显示出检针机各种工作状态下各个检测通道信号处理电路的输出信号幅值。
2、 根据权利要求1所述的用于检针机的多通道信号分析导航装置， 其特征在于，AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块 集成于同一单片机上。
3、 根据权利要求1所述的用于检针机的多通道信号分析导航装置， 其特征在于，AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块分别采用单独 的芯片，通过通信端口连接。
4、 根据权利要求1所述的用于检针机的多通道信号分析导航装置， 其特征在于，显示模块以色彩显示检针机的运行状态、待机状态、检出状 态。
5、 根据权利要求1所述的用于检针机的多通道信号分析导航装置， 其特征在于，显示模块以柱状图形显示各个检测通道信号处理电路的输出 信号幅值。
6、 根据权利要求1至5所述的任一用于检针机的多通道信号分析导 航装置，其特征在于，AD采样模块对八个检测通道信号处理电路的输出 信号进行高速采样，显示模块包括显示屏及其驱动电路，显示屏由8块 8*8的双色LED点阵组成，行和列分别采用4块和2块LED组成，成为一 个32*16的点阵屏，32*16点阵界面规划为8个通道的柱状图，横向划分 每个通道的柱状图为3*16的LED柱，通道间为1*16点的LED间隔带，显 示驱动控制模块输出16路驱动信号作为16路行驱动信号，显示驱动控制 模块输出的串行驱动信号通过显示驱动芯片提供LED点阵的64路列驱动 信号，通过双色LED点阵的单色显示和双色共同显示指示检针机的运行状 态、待机状态、检出状态下的各个检测通道信号处理电路的输出信号幅值。
7、 根据权利要求1至5任一项所述的用于检针机的多通道信号分析 导航装置，其特征在于，显示模块为液晶显示模块。
专利摘要本实用新型公开了一种用于检针机的多通道信号分析导航装置，其包括AD采样模块、AD采样控制和处理模块、显示驱动控制模块、显示模块，AD采样控制和处理模块控制AD采样模块对检针机的各个检测通道信号处理电路的输出信号进行采样，根据得到的输出信号采样数据及检针机工作状态标志数据，输出控制信号到显示驱动控制模块，显示驱动控制模块输出相应显示模块驱动控制信号，控制显示模块显示出检针机各种工作状态下各个检测通道信号处理电路的输出信号幅值。该装置能实时显示出各个检测通道的工作状态，可以对检针机的各通道检测灵敏度一致性、内外干扰、断针异物位置及大小进行分析导航。
文档编号G01V3/10GK201066390SQ20072014413
公开日2008年5月28日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者陆连天, 陈淑芳 申请人:陈淑芳