专利名称：一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无损检测和工程检测技术领域，具体来说是涉及一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统。
背景技术：
弹性波层析成像技术又称为弹性波CT技术，可分为声波CT和地震波CT。该技术是利用弹性波在正常材料和缺陷(如蜂窝、不密实、离析或架空等)中传播速度(主要指纵波速度)的差异，通过走时数据的拾取和计算机反演成像技术来重建介质的速度分布图像，进而直观地再现介质内部的精细结构。随着电子及计算机技术的不断发展，弹性波层析成像技术也在不断成熟和完善，作为一门新颖的检测技术，与常规波速测定相比，具有较高的分辨率，更有利全面细致的对被测物进行质量评价，为波速成像开拓了新的路径，在混凝土厚度及内部缺陷检测、油气输送管道泄漏、锚杆锚固质量检测，木材弹性模量及缺陷检测以及岩溶勘查、采空区探测等工程物探中发挥着越来越重要的作用，并取得了显著的效果。该技术使用不同数量的激振器与检振器，同一时刻单个激振器激发，所有检振器接受，形成一发多收的扇形透射，经过不同位置的激振器激发，所有检振器接受，将在被测区域形成致密的射线交叉网络。按照激发与接收时间互换原理，每条射线弹性波旅行时间将被唯一确定，射线通过异常体时，将产生时间旅行差，当多条致密交叉射线通过异常体时，就会对异常体的空间位置进行唯一确定，然后再根据射线的疏密程度及成像精度的要求，在施测范围内划分若干规则的成像单元，实现透视空间离散化，可认为每个成像单元的介质是均勻的，波速是单一的，通过对诸多成像单元波速的数学物理反演计算，可获得异常体波速的展布形态。传统的激振装置一般是用手锤或力棒敲击作为振源，但是这种方法力度不好把握，频率也往往达不到要求。还有一种液压式激振器，其价格较贵，体积较大。另外是压电式激振器，压电式激振器中的压电材料存在应变小、能量低的问题。超磁致伸缩材料由于具有应变大、能量高、机电耦合系数大、稳定性好、可靠性高等特点，是制作激振器的理想材料，如中国专利号为201020155081. X和03118251. 8等都涉及基于超磁致伸缩材料的激振装置。检振装置按能量转换分为加速度型和速度型，其中加速度型检振器分为电磁感应式涡流加速度检振器和惯性式加速度传感器响应原理的加速度检振器。其中电磁感应式涡流加速度检振器由于结构受弹性元件和质量块尺寸、质量等因素的限制，使工作频率范围受限，无法消除谐波失真，传感器灵敏度难以提高。另一类是采用惯性式加速度传感器响应原理的加速度检振器，由于具有线性度好、重复性好、体积小、易于封装、灵敏度高、成本低等优势正在逐步代替电磁式检振器。该类加速度检振器按原理分为电容式微机械加速度检振器，如中国专利03216512. 9，ADI公司MEMS加速度计等、光电及光纤式加速检振器如中国专利03100433. 4，中国专利03200396. X等、压电式加速度检振器，如西安石油大学研制的YD2000，中国专利93232320. 0等，由于电容式微机械加速度检振器具有零频率、高灵敏度、高测量精度、稳定性好、温度漂移小，功耗极低等优点被广泛使用。目前，用于弹性波层析成像的激振器、检振器为两部分设备，由两部分设备分别完成弹性波的发射以及接收。现有技术存在的不足和缺点如下(1)在弹性波CT检测时，需要多个激振器、检振器才能将被测材料的整个速度场进行层析成像，因此利用传统分离式的激振、检振装置进行弹性波CT检测时，必然存在检测设备数量多、检测成本高的问题。因此，在进行弹性波层析成像检测时，检测材料上将布设多个激振器和多个检振器，这样造成检测系统的硬件平台结构复杂、仪器设备较多，不便于携带，并且检测成本高、布设安装难度大等问题。(2)在现有的弹性波CT检测中，激振/检振器的控制部分独立于激振、检振器， 整个检测过程采用以计算机作为控制核心的有线控制方式，在检测中，需要利用电缆将计算机与控制装置、多个激振器、多个检振器连接，因此，存在安装复杂、电缆布设成本高的问题。(3)目前弹性波CT检测，采用单个激振器瞬时激振，所有检振器同时检振的方法， 虽然这种检测方式简单、易行，但由于激振产生的瞬时弹性波频率、幅度、相位等信息未知， 再经存在缺陷的材料中传播时，出现波的折射、反射、衍射等现象，造成检振器检测的弹性波信号在进行信号处理时难度较大。(4)在弹性波CT检测时，检振器接收到的弹性波是经被测材料衰减后的激振信号，弹性波在介质中的衰减系数是一定的，因此，当检振器的检测分辨率越高时(能够检测的最小振动量越小)，激振信号所需的激振强度就越小，对被测材料的损伤就越小，功耗就越低，由此可见，怎样提高检振器的分辨率对弹性波CT检测是至关重要的。
发明内容
本发明针对以上现有技术存在的不足和问题，提供了一种结构简单合理，将激振装置和检振装置集成为一体，使激振器和检振器的控制系统一体化，能够便于携带，同时提高检测工作效率和降低检测成本的基于磁-加速度的激振检振一体化系统。为实现上述目的本发明技术方案是一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，由激振与检振器结构和控制系统两部分组成；激振与检振器结构包括偏置线圈1、激励线圈2、线圈骨架3、顶座4、电源开关5、 电源模块6、外设接口 7、激振检振系统控制电路板8、外壳9、超磁致伸缩棒10、固定弹簧 11、上顶杆12、下顶杆13、预压弹簧14、加速度检振模块15、端盖16、过线孔17及下顶杆预设的加速度检振模块的安装凹槽18 ；所述线圈骨架、顶座用螺钉与外壳连接，线圈骨架绕有偏置线圈与激励线圈，超磁致伸缩棒装在线圈骨架中心孔中，并由上顶杆上端的定位槽定位；在所述上顶杆与下顶杆之间安装有加速度检振模块，上顶杆与下顶杆并通过螺钉连接在一起；所述端盖连接外壳，在下顶杆与端盖之间顶安装预压弹簧，上顶杆与线圈骨架之间安装固定弹簧；在所述顶座与外壳之间安装有激振与检振系统控制电路板与电源，激振与检振系统控制电路板的信号线通过线圈骨架和上顶杆的过线孔与加速度检振模块、偏置线圈及激励线圈相连；在所述激振检振系统控制电路板上设有与外部设备或总线相连的外设接口 ；所述电源开关安装在外壳上。在所述加速度检振模块15上设置三个互成120°固定螺孔22，以及在下顶杆13的加速度检振模块的安装凹槽18内相应也设置三个互成120°固定螺孔23，加速度检振模块15由通过螺钉装在安装凹槽18内；在加速度检振模块背面的中心位置装加速度传感器 24,并且加速度传感器M与下顶杆直接接触。所述激振与检振器控制系统包括激振检振控制电路和外部的电脑34两部分；该激振检振控制电路包括加速度传感器对、适配放大器25、抗混叠滤波器沈、模拟数字转换器27、微处理器单元31、记忆单元观、数字模拟转换器32、功率放大器33、激励线圈2、电源模块6、现场总线通信模块四及无线通信模块30;所述微处理器单元经数字模拟转换器、功率放大器与激励线圈相接，并将微处理器单元的输出控制信号经功率放大后给激励线圈； 所述微处理器单元经模拟数字转换器、适配放大器及抗混叠滤波器与加速度传感器相接； 并由加速度传感器采集到检测信号经抗混叠滤波器、适配放大和模拟数字转换后输入微处理器单元；所述微处理器单元还连接记忆单元、现场总线通信模块及无线通信模块；所述电源模块为加速度传感器、适配放大器、抗混叠滤波器、模拟数字转换器、微处理器单元、记忆单元、无线传输模块、数字模拟转换器、功率放大器提供电源，以及为偏置线圈提供电源；所述外设接口 7是现场总线通信模块的外设接口，外设接口与电脑等控制设备挂接在现场总线上。所述无线通信模块由激振检振控制电路的无线通信模块和电脑的无线通信模块组成。本发明与现有技术比较，其突出的实质性特点和显著的优点是(1)激振/检振器结构进行了集成，这样可以大大减少检测设备的数量、降低检测成本，同时与现有分离的激振、检振器技术相比，在灵活性和便携性上具有较大的突破；(2)激振、检振控制系统与激振、检振结构一体化、利用无线、有线两种方式与计算机进行数据、指令的通信，当进行大功率激振时，采用有线方式连接，利用现场总线供电，同时完成与计算机的通信。当进行正常小功率激振、检振时，采用无线方式通信，这样在检测过程中就大大减小了电缆布设费用、降低了安装的复杂度。与传统的检测系统相比，可以显著提高检测系统的自动化程度。(3)本发明可控振源的激振器，即激振产生的弹性波信号的频率、方式、相位等信息已知，因此，在处理检振器拾取的弹性波信号时，这些信息就为弹性波信号处理提供了可靠的参考标准，大大降低了信号处理的难度，提高了检测精度。(4)加速度传感器布局于检振电路下层板的中心位置，同时加速度模块安装在下顶杆的上部，这样能够最大程度地减小弹性波到达加速度传感器前在介质中的衰减，避免在激振时对加速度模块的损伤。加速度模块除了直接接收来自下顶杆传输来的弹性波外， 还要接收下顶杆传播到安装孔后，从安装孔传播过来的弹性应力波。为了减小这部分弹性波信号对直接接收的弹性波的干扰，设计加速度检振模块为三等边的刚性安装方式(即三个安装孔互成120° )，从矢量分解的角度能够将三个安装孔上传递过来的三路弹性波信号相互抵消。这种布局、安装方式能够提高检振部分的检测分辨率、检测精度，降低激振部分的功耗。
图1为本发明基于磁-加速度的激振检振一体化系统的结构示意图。
图2为本发明中加速度检振模块在激振器架构上的安装示意图。图3为本发明中加速度检振模块平面示意图。图4为本发明的激振与检振控制系统原理框图。图5为本发明的控制系统软件流程图。图中偏置线圈1、激励线圈2、线圈骨架3、顶座4、电源开关5、电源模块6、外设接口 7、激振检振系统控制电路板8、外壳9、超磁致伸缩棒10、固定弹簧11、上顶杆12、下顶杆 13、预压弹簧14、加速度检振模块15、端盖16、过线孔17、下顶杆预设的加速度检振模块的安装凹槽18、上下顶杆的安装螺钉19、上下顶杆的安装螺孔20、加速度检振模块与下顶杆的固定螺钉21、加速度检振模块与下顶杆的固定螺孔22、下顶杆与加速度检振模块固定螺孔23、加速度传感器M。
具体实施例方式以下结合附图详细说明本发明的技术方案。一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统由激振与检振器结构和控制系统两分组成。其中1、激振与检振器结构图1所示，激振与检振器的结构。它包括偏置线圈1、激励线圈2、线圈骨架3、顶座4、电源开关5、电源模块6、外设接口 7、激振检振系统控制电路板8、外壳9、超磁致伸缩棒10、固定弹簧11、上顶杆12、下顶杆13、预压弹簧14、加速度检振模块15、端盖16、过线孔17、下顶杆预设的加速度检振模块的安装凹槽18、上下顶杆的紧固螺钉19、上下顶杆的安装螺孔20、加速度检振模块与下顶杆的固定螺钉21、加速度检振模块与下顶杆的固定螺孔22、下顶杆与加速度检振模块固定螺孔23、加速度传感器M。所述线圈骨架3、顶座4用螺钉与外壳9连接，线圈骨架3绕有偏置线圈1与激励线圈2，超磁致伸缩棒10装在线圈骨架3中心孔中，并由上顶杆12上端的定位槽定位；在所述上顶杆12与下顶杆13之间安装有加速度检振模块15，上顶杆12与下顶杆13并通过上下顶杆的紧固螺钉19及上下顶杆的安装螺孔20连接在一起；所述端盖16用螺纹连接外壳9，在下顶杆13与端盖16之间顶安装预压弹簧14， 上顶杆12与线圈骨架3之间安装固定弹簧11 ；在所述顶座4与外壳9之间安装有激振检振系统控制电路板8与电源模块6，激振检振系统控制电路板8的信号线通过线圈骨架3和上顶杆12的过线孔17与加速度检振模块15、激励线圈2相连；电源模块6的电源线同样通过线圈骨架3和上顶杆12的过线孔 17与偏置线圈1相连，并直接为偏置线圈1供直流电。所述的外设接口 7 (可采用航空插头)与外部控制设备或现场总线相连，若外设接口与电脑控制设备直接连接时，可实现单点的可控激振、检振；若外设接口与电脑控制设备、多个本发明装置连接在同一条现场总线相连上，可实现弹性波CT多节点有线检测。所述电源开关5安装在外壳9上。偏置线圈1、激励线圈2分别为超磁致伸缩棒提供偏置磁场和激励磁场。用直流线圈产生偏置磁场，用激励线圈产生交变磁场。通过调节线圈中流过的电流即可方便地调节偏置磁场和驱动磁场的大小。超磁致伸缩棒在方向相反的磁场作用下，应变方向不会改变，因此若仅加一个交变磁场，超磁致伸缩棒的机械运动频率将为交变磁场的两倍，这种现象称为“倍频”效应。为了使超磁致伸缩棒机械运动的频率等于交变磁场的频率，避免“倍频”现象，就必须再加一个称为偏置磁场的直流磁场。激励线圈2使超磁致伸缩棒产生激振动作，其原理是磁致伸缩效应(焦耳效应)， 磁致伸缩效应指当磁性体的磁化状态改变时，其长度或体积会发生微小的变化，超磁致伸缩棒10通过偏置线圈1提供恒定的磁场，当外加激励线圈2电流变化时，超磁致伸缩棒所处磁场会发生变化，超磁致伸缩棒10会发生相应的变化，从而产生激振的动作。图2所示，加速度检振模块15通过加速度检振模块与下顶杆的固定螺钉21、加速度检振模块与下顶杆的固定螺孔22装于下顶杆上设置的加速度检振模块的安装凹槽18 内，同时上顶杆12、加速度检振模块15、下顶杆13通过上下顶杆的紧固螺钉19及上下顶杆的安装螺孔20连接在一起。图3所示，在加速度检振模块15上设置三个互成120°固定螺孔22，以及在下顶杆13的加速度检振模块的安装凹槽18内相应也设置三个互成120°固定螺孔23，加速度检振模块15由通过三个加速度检振模块与下顶杆的固定螺钉21装在安装凹槽18内。加速度传感器M设置在加速度检振模块15背面的中心位置，并且与下顶杆直接接触。加速度传感器M优先采用的是MEMS (光刻、腐蚀、刻蚀)加工工艺制造的加速度传感器。2、激振与检振控制系统图4所示，本发明的激振与检振控制系统原理框图。该激振与检振器控制系统包括激振检振控制电路和外部的电脑；34两部分。该激振检振一体化控制电路包括加速度传感器M、适配放大器(如程控放大器、 仪用放大器、PGA) 25、抗混叠滤波器沈、模拟数字转换器(A/D converter) 27、微处理器单元 (如MCU) 31、记忆单元(如FLASH、EEPROM等)观、无线传输模块30、数字模拟转换器(D/A converter) 32、功率放大器(如音频放大器)33、激励线圈2、电源模块6、现场总线通信模块 29及无线通信模块30。所述激振检振控制电路的各个部件中，加速度传感器M、适配放大器25、抗混叠滤波器沈、模拟数字转换器27布设在加速度检振模块15上，其余部件除激励线圈和电源模块外，布设在激振检振系统控制电路板8上，这种布设方式不唯一，可按照加速度检振模块 15、激振检振系统控制电路板8的大小，进行灵活布设。所述微处理器单元31经数字模拟转换器32、功率放大器33与激励线圈2相接，并将微处理器单元31的输出控制信号经功率放大后给激励线圈2 ；电源模块6与偏置线圈1 相连并直接为偏置线圈1供直流电。所述微处理器单元31经模拟数字转换器27、适配放大器25及抗混叠滤波器沈与加速度传感器M相接；并由加速度传感器M采集到检测信号经抗混叠滤波器、适配放大和模拟数字转换后输入微处理器单元31 ；所述微处理器单元31还连接记忆单元观、现场总线通信模块四及无线通信模块 30。所述的现场总线通信模块拟采用CAN总线，所述无线通信模块30由激振检振控制电路的无线通信模块和电脑34的无线通信模块组成。电源模块6为加速度传感器M、适配放大器25、抗混叠滤波器沈、模拟数字转换器 27、微处理器单元31、记忆单元观、无线通信模块30、数字模拟转换器32及功率放大器33
7提供电源。电源模块6拟采用亚硫酸氯铝电池供电，当弹性波CT成像过程采用无线方式传输指令和数据时，电源模块6为激振检振一体化控制电路及偏置线圈1直接提供电源，如需大功率激振(如混凝土、桥墩缺陷检测)，电源模块6无法提供大电流，需要采用有线方式，利用现场总线供电，同时完成与电脑的通信。加速度传感器M为惯性传感器，其原理主要是感测被测物体在运动状态下X(左右)、Y(前后)、z(上下)轴方向所产生的加速度值，并以模拟电压表示各方向感测到的加速度大小。该加速度传感器对可以选用电容式、压阻式或压电式原理的微机电结构(MEMS) 加速度传感器实现检测功能。正因为加速度传感器可以检测物体的各项物理量，包括位移、 速度和加速度。因此在弹性波CT检测中，可以利用加速度传感器实现对弹性波的检振。所述的加速度传感器对轴数没有要求，当采用单轴加速度传感器时可以实现单维检振；当采用三轴加速度传感器时可以实现三维全向检振。弹性波在介质中传播时随距离的变化要变化，安装在材料表面的加速度传感器节点，在不同的位置上拾取的加速度大小是不同的。为了提高模拟数字转换器27采样精度， 需要通过适配放大器25将不同的加速度值尽量达到满量程的一半以上。同时考虑到外界存在高频噪声，为了防止高频信号使模拟数字转换器27在采集时出现混叠现象，需要抗混叠滤波器26进行信号调理。模拟数字转换器27，用于将电压信号转换为电脑可识别的数字信号。本发明的实施为了保证微型化，拟采用ADI公司的数字输出的MEMS加速度计 ADXL345和ADIS16223分别实现小量程和大量程的三维全向检振功能。所述的数字输出的 MEMS加速度计，它已经集成了三轴加速度传感器、程控放大器、滤波器、数字模拟转化器等， 这些也就是加速度检振模块15的基本构成。记忆单元28与微处理器单元31连接，为了减小微处理器单元31的运算量，检测系统采用后处理方式，即先将模拟数字转换器27采集的数据存储到记忆单元28，当设定的采集时间结束后，将所有数据发送到电脑系统34，在电脑系统34上实现速度场的层析成像。微处理器单元31是激振检振一体化控制系统33的控制核心部件，它与模拟数字转换器27、记忆单元观、现场总线通信模块四、无线通信模块30、数字模拟转换器32、及抗混叠滤波器26控制、适配放大器25和功率放大器33的控制接口连接。它用于实现激振、 检振、数据传输、数据存储、参数配置的功能。现场总线通信模块四、无线通信模块30实现微处理器单元31与电脑34的有线、 无线两种通信。微处理器单元31为现场总线通信模块四、无线通信模块30开辟现场总线缓存RAM、无线传输缓存RAM，电脑34发送的命令自动存储到相应传输方式下的缓存RAM中， 微处理器单元31通过读取缓存RAM，执行相应的操作。在弹性波CT检测中，为了解决瞬时激振时振源信息未知的问题，同时满足不同场合下(混凝土、木材、采空区等)激振的要求，超磁致伸缩棒10需要产生激振方式、频率、幅度、时间可控制的弹性波信号。为此，用户通过电脑34将需要的激振方式(如正弦信号、脉冲信号、指数信号、脉冲指数调制的正弦信号等)、频率、幅度和时间等参数发送给微处理器单元31，微处理器单元31通过读取缓存RAM，向数模转换器32端口输出相应频率、方式的流信号，通过功率放大器33将输出电流的幅度放大到参数配置的要求，经激励线圈2使超磁致伸缩棒10产生相应的激振动作。3、控制系统软件流程如图5所示，控制系统软件流程图。该激振与检振器控制系统的整个检测过程默认是无线方式传输，如果挂接在现场总线上，自动选择为有线方式。有线方式传输过程与无线方式相似。系统加电后，配置芯片中的配置文件自动加载到微处理单元31中。加载完毕后， 微处理单元31开始判断片内无线传输缓存RAM的empty信号端是否使能，当empty信号端为高电平时，说明缓存RAM为空，电脑控制系统34没有发送指令，微处理单元31继续判断 empty信号端，当empty信号端变为低电平时，说明缓存RAM出现了数据，电脑34已经发送指令，微处理单元31开始读取缓存RAM的内容。无线传输模块发送的指令包括模式选择和配置参数两方面。模式选择包括激振模式和检振模式；配置参数包括激振模式下信号发生方式(正弦信号、脉冲信号、指数信号、脉冲指数调制的正弦信号)、功率放大倍数、定时激振时间，检振模式下程控放大倍数、 抗混叠截止频率、定时检振时间。微处理单元31通过读取无线传输缓存RAM，执行相应的指令。当判断为激振模式后，微处理单元31进一步根据无线传输发送的配置参数，对定时器、DDS、功率放大器进行初始化。定时器为微处理单元31内部生成的模块，用于设定激振器的激振时间，DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写，为微处理单元31内部生成的模块，可以生成正弦信号、脉冲信号、指数信号、脉冲指数调制的正弦信号等各种方式的数字信号，通过软件设置，完成定时器定时时间、DDS信号发生方式、功率放大器33放大倍数的设置。设置成功后，定时器、DDS、数字模拟转换器32、功率放大器33、超磁致伸缩棒的激励线圈2同时启动，进行激振器的激振，同时微处理器单元31实时判断定时器的定时是否结束，当判断定时未结束时，继续执行激振操作，当判断定时结束后，激振动作停止， 并清除无线传输缓存RAM的内容，返回到无线传输缓存RAM的empty信号端的判断状态。当微处理单元31判断为检振模式后，微处理单元31进一步根据无线传输发送的配置参数，对定时器、适配放大器25放大倍数、抗混叠滤波器沈截止频率进行设置。当设置成功后，加速度传感器对、适配放大器25、抗混叠滤波器沈、模拟数字转换器27同时启动， 开始对加速度传感器拾取的弹性波进行采集。为了减小数据的存储量以及向电脑34的数据传输量，在微处理器内部设定阈值，当模拟数字转换器27采集到得数据值大于设定阈值时，定时器定时功能以及记忆单元观开始启动，进行弹性波的采集、存储。同时微处理器单元31实时判断定时器的定时是否结束，当判断定时未结束时，继续执行检振操作，当判断定时结束后，检振动作停止，并清除无线传输缓存RAM的内容，返回到无线传输缓存RAM的 empty信号端的判断状态。
9
权利要求
1.一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，由激振与检振器结构和控制系统两分组成；激振与检振器结构包括偏置线圈(1)、激励线圈O)、线圈骨架(3)、顶座G)、电源开关(5)、电源模块(6)、外设接口 (7)、激振检振系统控制电路板(8)、外壳(9)、超磁致伸缩棒(10)、固定弹簧(11)、上顶杆(12)、下顶杆(13)、预压弹簧(14)、加速度检振模块(15)、 端盖(16)、过线孔(17)及下顶杆预设的加速度检振模块的安装凹槽(18)；所述线圈骨架、 顶座用螺钉与外壳连接，线圈骨架绕有偏置线圈与激励线圈，超磁致伸缩棒装在线圈骨架中心孔中，并由上顶杆上端的定位槽定位；在所述上顶杆与下顶杆之间安装有加速度检振模块，上顶杆与下顶杆并通过螺钉连接在一起；所述端盖连接外壳，在下顶杆与端盖之间顶安装预压弹簧，上顶杆与线圈骨架之间安装固定弹簧；在所述顶座与外壳之间安装有激振与检振系统控制电路板与电源，激振与检振系统控制电路板的信号线通过线圈骨架和上顶杆的过线孔与加速度检振模块、偏置线圈及激励线圈相连；所述电源模块的电源线同样通过线圈骨架和上顶杆的过线孔与偏置线圈相连，并直接为偏置线圈供直流电；在所述激振与检振系统控制电路板上设有与外部设备或总线相连的外设接口 ；所述电源开关安装在外壳上。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，其特征是在所述加速度检振模块(1 上设置三个互成120°固定螺孔(22)，以及在下顶杆(1 的加速度检振模块的安装凹槽(18)内相应也设置三个互成120°固定螺孔(23)，加速度检振模块(1 由通过螺钉装在安装凹槽内；在加速度检振模块背面的中心位置装加速度传感器 (24)，并且加速度传感器与下顶杆直接接触。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，其特征是所述激振与检振器控制系统包括激振检振控制电路和外部的电脑(34)两部分；该激振检振控制电路包括加速度传感器(M)、适配放大器(25)、抗混叠滤波器( )、模拟数字转换器 (27)、微处理器单元(31)、记忆单元( )、数字模拟转换器(32)、功率放大器(33)、激励线圈O)、电源模块(6)、现场总线通信模块09)及无线通信模块(30)；所述微处理器单元经数字模拟转换器、功率放大器与激励线圈相接，并将微处理器单元的输出控制信号经功率放大后给激励线圈；所述微处理器单元经模拟数字转换器、适配放大器及抗混叠滤波器与加速度传感器相接；并由加速度传感器采集到检测信号经抗混叠滤波器、适配放大和模拟数字转换后输入微处理器单元；所述微处理器单元还连接记忆单元、现场总线通信模块；电源模块为加速度传感器、适配放大器、抗混叠滤波器、模拟数字转换器、微处理器单元、记忆单元、无线通信模块、数字模拟转换器及功率放大器提供电源，并直接为偏置线圈提供电源；所述外设接口(7)是现场总线通信模块的外设接口，外设接口与电脑等控制设备挂接在同一个现场总线上。
4.根据权利要求3所述的一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，其特征是所述激振与检振器控制系统还包括无线通信模块(30)，所述无线通信模块由激振检振控制电路的无线通信模块和电脑的无线通信模块组成。
全文摘要
本发明涉及一种基于磁-加速度的激振检振一体化系统，由激振与检振器结构和控制系统两分组成；主要有偏置线圈、激励线圈、线圈骨架；顶座、电源开关、电源模块、外设接口、激振与检振控制系统的控制模块、固定弹簧、激振模块、上顶杆、下顶杆、预压弹簧、加速度检振模块及端盖；在加速度检振模块背面的中心位置设置加速度传感器，并与下顶杆直接接触，控制模块通过线圈骨架和上顶杆的过线孔将信号线与加速度传感器、激励线圈相连；外设接口与电脑等控制设备挂接在同一个现场总线上，实现数据、指令的通信。它结构简单合理，将激振装置和检振装置集成为一体，使激振器和检振器的控制系统一体化，能够便于携带，提高了检测工作效率。
文档编号G01N29/12GK102426196SQ20111025441
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者姚金杰, 张丕状, 李剑, 苏新彦, 邢磊, 韩焱 申请人:中北大学