一种基于移动显示终端的超声波测厚仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，包括超声波探头和移动终端，超声波探头与移动终端之间设有线缆构件，线缆构件包括电连接的超声波发射接收模块、测量电路、供电电路和控制电路，所述超声波测厚仪通过3.5mm音频头与移动终端连接，具有数据处理能力和显示功能强大的优点，有效降低了超声波测厚仪的生产成本，通用性强，采用两路稳压电源，有效解决了超声波发射接收电路和微控制器不能在同一电压条件下工作的难题，同时还保证了超声波测厚仪的小型化和低功耗，50mA的3V纽扣电池可以支持整个系统待机运行1年以上，便于携带和使用，测量误差不超过被测涂层厚度的±0.01%，测量精度高，性能可靠。
【专利说明】一种基于移动显示终端的超声波测厚仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超声波测厚仪，适用于超声波无损检测，尤其适用于基于移动显示终端的涂层厚度无损检测，具体的说，涉及一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，属于无损检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的超声波测厚仪采用主机加超声波测厚探头的形式构成超声波厚度检测仪，作为一种专业仪器，这种模式沿用了几十年。但这种传统的涂层测厚仪存在如下缺点。
[0003]1、显示内容不够丰富。
[0004]目前的超声波测厚仪多采用低分辨率(通常是128*64)FSTN液晶点阵，虽然能够显示一些菜单和测量结果，但是如果要进行多次结果的对比分析，只能借助PC机软件在电脑上完成，这就造成了很大的不便。
[0005]2、较难实现复杂的V路径校正算法。
[0006]对于超声波双晶探头，其超声波的传播路径不是直线，而是V型的，因此厚度与传播时间之间的关系存在一定的非线性，这时必须要做一定的修正，通常的做法是取部分测量点作为标定点找出对应关系，相邻标定点之间的点采用插值的办法，如此以来，超声波传播时间对应关系不是平滑曲线，这个曲线做的越细，测量精度就越高，但是这就要占用较大的程序空间，而作为嵌入式的控制器，程序空间是很有限的。
[0007]3、数据处理能力有限。
[0008]传统超声波测厚仪仅仅能完成简单的测量功能和显示功能，而对大量数据的比对分析、数据统计、数据挖掘是无能为力的，尤其对于腐蚀厚度测量，特别需要长时间的数据对比，来分析腐蚀的速度和趋势。
[0009]4、传统超声波测厚仪大部分成本是花在了主机上，尤其是主机的非测量电路部分，测量电路的成本只占不到1/8，也就是说大部分成本是落在了它并不擅长的显示、数据处理、数据传输及其他辅助功能上面，造成资源浪费。
实用新型内容
[0010]本实用新型要解决的问题是针对以上问题，提供一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，解决传统超声波测厚仪数据处理能力不够和显示功能不强大的问题，有效利用手机等移动终端强大的显示和数据处理能力，弥补传统仪器的不足。
[0011]本实用新型的目的之二:是提供一种测量误差不超过被测涂层厚度的±0.01%的超声波测厚仪，测量精度高。
[0012]本实用新型的目的之三:是提供一种体积小、方便携带且待机时间长的超声波测厚仪，以保证50mA的电源可支持超声波测厚仪待机运行I年以上。
[0013]为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述测厚仪包括超声波探头和移动终端，超声波探头与移动终端之间设有线缆构件；
[0014]所述线缆构件包括电连接的超声波发射接收模块、测量电路、供电电路和控制电路；
[0015]所述超声波探头用于发射高压尖脉冲，超声波发射接收模块用于接收回波信号，测量电路用于计量超声波回波时间，供电电路用于为超声波发射接收模块提供稳定的电压，控制电路用于接收移动终端发出的信号，并传输至测量电路。
[0016]采用该技术方案，可有效利用手机等移动终端强大的显示和数据处理能力，降低测厚仪的生产成本，且方便携带，通用性强。
[0017]一种优化方案，所述供电电路包括升压转换器U4，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有线圈LI，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的反馈端FB之间连接有二极管D20和电阻R24，二极管D20的正极与升压转换器U4的开关端SW连接，二极管D20的负极经电阻R24接升压转换器U4的反馈端FB，升压转换器U4的反馈端FB经电阻R23接地；
[0018]所述电阻R24与二极管D20之间的节点经电容C3接地，电容C3的两端并联有电容C21，电容C3的正极与电容C21之间的节点连接有测试点TPl ；
[0019]所述电容C3的正极与电容C21之间的节点经场效应管VQ5接5V电源，电容C3的正极与电容C21之间的节点与场效应管VQ5的源极S连接，场效应管VQ5的漏极D与5V电源连接，场效应管VQ5的栅极G与控制电路电连接，场效应管VQ5的栅极G与场效应管VQ5的源极S之间连接有电阻R7 ；
[0020]所述升压转换器U4的电源端Vin经电容C30接地，电容C30的正极与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点电连接有电源P3，电源P3的正极接升压转换器U4的电源端Vin，电源P3的负极接地；
[0021 ] 所述升压转换器U4的电源端Vin与控制电路电连接；
[0022]所述升压转换器U4的使能端EN与控制电路电连接。
[0023]采用该技术方案，采用两路稳压电源，其中一路经过升压转换器U4升压到5V为超声波发射接收模块提供电源，另外一路直接采用3V纽扣电池为微控制器U5提供电源，有效解决了超声波发射接收模块和微控制器U5不能在同一电压条件下工作的难题，同时还保证了超声波测厚仪的小型化和低功耗，50mA的3V纽扣电池可以支持整个系统待机运行I年以上，因此超声波测厚仪中不需要使用开关电路，进一步保证了超声波测厚仪的小型化，便于携带和使用。
[0024]另一种优化方案，所述控制电路包括微控制器U5,微控制器U5的型号为MKL05Z32VFK4,微控制器U5的23脚经电容C6与移动终端的右声道输出端RIGHT通过音频头电连接，电容C6与微控制器U5的23脚之间的节点经电阻R41与升压转换器U4的电源端Vin连接，电阻R41与微控制器U5的23脚之间的节点经电容C41接地；
[0025]所述微控制器U5的I脚与测量电路电连接，用于接收测量电路发出的中断信号；
[0026]所述微控制器U5的3脚经电容C25接地，电容C25与微控制器U5的3脚之间的节点与升压转换器U4的电源端Vin连接；
[0027]所述微控制器U5的4脚接地；
[0028]所述微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚之间连接有晶振电路；
[0029]所述微控制器U5的7脚与测量电路电连接；
[0030]所述微控制器U5的8脚、微控制器U5的9脚、微控制器U5的10脚和微控制器U5的11脚与测量电路电连接，用于读取测量结果；
[0031 ] 所述微控制器U5的12脚与升压转换器U4的使能端EN连接；
[0032]所述微控制器U5的13脚和微控制器U5的14脚之间与超声波发射接收模块电连接；
[0033]所述微控制器U5的15脚与测量电路电连接；
[0034]所述微控制器U5的16脚与场效应管VQ5的栅极G连接；
[0035]所述微控制器U5的17脚经电阻Rll接音频头，电阻Rll与音频头之间串联有电容C8，电容C8与电阻Rll之间的节点经电容C9接地，电容C8与音频头之间的节点经电阻Rl2接地；
[0036]所述微控制器U5的18脚经电容C5接移动终端的左声道输出端LEFT，电容C5与微控制器U5的18脚之间的节点经电阻RlO接地，电阻RlO与电容C5之间的节点经电阻R9接升压转换器U4的电源端Vin。
[0037]采用该技术方案，有效提高测厚仪的使用性能。
[0038]再一种优化方案，所述晶振电路包括晶振X2、电阻R5、电容C31和电容C32，所述电阻R5的两端分别与微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚电连接，所述晶振X2并联在电阻R5的两端，所述电容C31和电容C32串联在晶振X2的两端，电容C31和电容C32之间的节点接地。
[0039]采用该技术方案，进一步提高了测厚仪的使用寿命及稳定性。
[0040]进一步的优化方案,所述超声波发射接收模块包括超声波发射接收电路M1，超声波发射接收电路Ml具有超声波发射和接收调理功能，超声波发射接收电路Ml的高压脉冲电压的发射控制信号端PULSE与微控制器U5的13脚连接，超声波发射接收电路Ml的超声波高压产生电路的充电控制信号端HV_CHARGE与微控制器U5的14脚连接，超声波发射接收电路Ml的回波信号发送端ECHO与测量电路电连接，超声波发射接收电路Ml的电源端接5V电源，超声波发射接收电路Ml的接地端接地。
[0041]采用该技术方案，保证了测厚仪测量涂层厚度的准确性。
[0042]再进一步的优化方案，所述测量电路包括时间数字转换器U6，时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接有四脚晶振XI，四脚晶振Xi的输出端OUT与时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接，四脚晶振Xl的接地端GND接地，四脚晶振Xl的电源端VCC接升压转换器U4的电源端Vin ；
[0043]所述时间数字转换器U6的供电电压端3脚接升压转换器U4的电源端Vin ；
[0044]所述时间数字转换器U6的接地端4脚与时间数字转换器U6的供电电压端3脚之间连接有电容C40，电容C40的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C40的另一端接地；
[0045]所述时间数字转换器U6的“声环法”信号输入端7脚接地；
[0046]所述时间数字转换器U6的中断信号端8脚接微处理器U5的I脚；
[0047]所述时间数字转换器U6的串行接口从机选择端9脚接微处理器U5的11脚，时间数字转换器U6的串行接口时钟端10脚接微处理器U5的10脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输入端11脚接微处理器U5的9脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输出端12脚接微处理器U5的8脚；
[0048]所述时间数字转换器U6的复位输入端13脚接微处理器U5的15脚；
[0049]所述时间数字转换器U6的核心电压端14脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端14脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C47接地；
[0050]所述时间数字转换器U6的接地端21脚接地；
[0051]所述时间数字转换器U6的接地端21脚与时间数字转换器U6的供电电压端22脚之间连接有电容C34，电容C34的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C34的另一端接地；
[0052]所述时间数字转换器U6的Stop通道2使能端口 25脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R36 ；
[0053]所述时间数字转换器U6的Stop通道I使能端口 26脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R35 ；
[0054]所述时间数字转换器U6的Stop通道2端口 27脚经电阻R33接地；
[0055]所述时间数字转换器U6的接地端28脚接地；
[0056]所述时间数字转换器U6的核心电压端29脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端29脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C51接地，电容C51的两端并联有电容C50，电容C50的正极与时间数字转换器U6的核心电压端29脚连接，电容C50的负极接地；
[0057]所述时间数字转换器U6的Stop通道I端口 30脚接超声波发射接收电路Ml的的回波信号发送端ECHO，接收超声波发射接收电路Ml发出的回波信号；
[0058]所述时间数字转换器U6的Start通道端口 31脚与微控制器U5的7脚电连接；
[0059]所述时间数字转换器U6的Start通道使能端口 32脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R31。
[0060]采用该技术方案，有效保证了涂层厚度的测量精度，经试验验证，测量误差不超过被测涂层厚度的±0.01%的超声波测厚仪。
[0061]本实用新型采取以上技术方案，具有以下优点:所述超声波测厚仪通过3.5_音频头与移动终端连接，通过移动终端控制超声波测厚仪的工作，有效利用手机等移动终端强大的显示和数据处理能力，具有数据处理能力和显示功能强大的优点，且有效降低了超声波测厚仪的生产成本，通用性强。
[0062]采用两路稳压电源，其中一路经过升压转换器U4升压到5V为超声波发射接收电路Ml提供电源，另外一路直接采用3V纽扣电池为微控制器U5提供电源，有效解决了超声波发射接收电路Ml和微控制器U5不能在同一电压条件下工作的难题，同时还保证了超声波测厚仪的小型化和低功耗，50mA的3V纽扣电池可以支持整个系统待机运行I年以上，因此超声波测厚仪中不需要使用开关电路，进一步保证了超声波测厚仪的小型化，便于携带和使用。
[0063]经试验验证，采用本实用新型的超声波测厚仪测量涂层厚度，其测量误差不超过被测涂层厚度的±0.01%，测量精度高，性能可靠。
[0064]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0065]附图1是本实用新型实施例中超声波测厚仪的原理框图；
[0066]附图2是本实用新型实施例中控制电路的电气原理图；
[0067]附图3是本实用新型实施例中供电电路的电气原理图；
[0068]附图4是本实用新型实施例中测量电路的电气原理图。
【具体实施方式】
[0069]实施例1，如图1所示，一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，包括超声波探头和移动终端，超声波探头与移动终端之间设有线缆构件，所述线缆构件包括电连接的超声波发射接收模块、测量电路、供电电路和控制电路，所述超声波探头用于发射高压尖脉冲，超声波发射接收模块用于接收回波信号，测量电路用于精密计量超声波回波时间并转换为厚度值，最终将厚度值发送给移动终端，供电电路用于为超声波发射接收模块提供稳定的电压，控制电路用于接收移动终端发出的信号，并传输至测量电路，移动终端用于发出测量厚度开始指令并对接收到的厚度值信号进行处理、传输和显示等。
[0070]所述微处理器与移动终端之间通过音频头电连接，本实施例中音频头采用3.5mm音频头，提高通用性。
[0071 ] 如图2所示，所述控制电路包括微控制器U5，微控制器U5的型号为MKL05Z32VFK4，微控制器U5的23脚经电容C6与移动终端的右声道输出端RIGHT通过音频头电连接，移动终端的右声道输出端RIGHT发出的信号用于对微控制器U5进行复位，电容C6与微控制器U5的23脚之间的节点经电阻R41与供电电路电连接，电阻R41与微控制器U5的23脚之间的节点经电容C41接地。
[0072]所述微控制器U5的I脚与测量电路电连接，用于接收测量电路发出的中断信号。
[0073]所述微控制器U5的3脚经电容C25接地，电容C25与微控制器U5的3脚之间的节点与供电电路电连接。
[0074]所述微控制器U5的4脚接地。
[0075]所述微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚之间连接有晶振电路，所述晶振电路包括晶振X2、电阻R5、电容C31和电容C32，所述电阻R5的两端分别与微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚电连接，所述晶振X2并联在电阻R5的两端，所述电容C31和电容C32串联在晶振X2的两端，电容C31和电容C32之间的节点接地。
[0076]所述微控制器U5的7脚与测量电路电连接。
[0077]所述微控制器U5的8脚、微控制器U5的9脚、微控制器U5的10脚和微控制器U5的11脚与测量电路电连接，用于读取测量结果。
[0078]所述微控制器U5的12脚与供电电路电连接。
[0079]所述微控制器U5的13脚和微控制器U5的14脚之间与超声波发射接收模块电连接，所述超声波发射接收模块包括超声波发射接收电路Ml，超声波发射接收电路Ml具有超声波发射和接收调理功能，采用本领域内技术人员公知的超声波发射接收电路，故本实施例中不再赘述，超声波发射接收电路Ml的高压脉冲电压的发射控制信号端TOLSE与微控制器U5的13脚连接，超声波发射接收电路Ml的超声波高压产生电路的充电控制信号端HV_CHARGE与微控制器U5的14脚连接，超声波发射接收电路Ml的回波信号发送端ECHO与测量电路电连接，超声波发射接收电路Ml的电源端接5V电源，超声波发射接收电路Ml的接地端接地。
[0080]所述微控制器U5的15脚与测量电路电连接。
[0081]所述微控制器U5的16脚与供电电路电连接。
[0082]所述微控制器U5的17脚经电阻Rll接音频头，电阻Rll与音频头之间串联有电容C8，电容C8与电阻Rll之间的节点经电容C9接地，电容C8与音频头之间的节点经电阻Rl2接地。
[0083]所述微控制器U5的18脚经电容C5接移动终端的左声道输出端LEFT，所述电容C5与微控制器U5的18脚之间的节点经电阻RlO接地，电阻RlO与电容C5之间的节点经电阻R9接供电电路。
[0084]如图3所示，所述供电电路包括升压转换器U4，本实施例中升压转换器U4选用的的型号为TPS61040DBV，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有线圈LI，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的反馈端FB之间连接有二极管D20和电阻R24，二极管D20选用的型号为MBR0530，二极管D20的正极与升压转换器U4的开关端SW连接，二极管D20的负极经电阻R24接升压转换器U4的反馈端FB，升压转换器U4的反馈端FB经电阻R23接地。
[0085]所述电阻R24与二极管D20之间的节点经电容C3接地，电容C3的两端并联有电容C21，电容C3的正极与电容C21之间的节点连接有测试点TPl。
[0086]所述电容C3的正极与电容C21之间的节点经场效应管VQ5接5V电源，电容C3的正极与电容C21之间的节点与场效应管VQ5的源极S连接，场效应管VQ5的漏极D与5V电源连接，场效应管VQ5的栅极G与微控制器U5的16脚连接，场效应管VQ5的栅极G与场效应管VQ5的源极S之间连接有电阻R7，所述场效应管VQ5选用的型号为SI2323DS。
[0087]所述升压转换器U4的电源端Vin经电容C30接地，电容C30的正极与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点电连接有电源P3，电源P3选用3V纽扣电池，电源P3的正极接升压转换器U4的电源端Vin，电源P3的负极接地。
[0088]所述升压转换器U4的电源端Vin与微控制器U5的3脚连接。
[0089]所述升压转换器U4的使能端EN与微处理器U5的12脚连接。
[0090]如图4所示，所述测量电路包括时间数字转换器U6，时间数字转换器U6选用的型号为TDC-GP21，时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接有四脚晶振XI，四脚晶振Xl的输出端OUT与时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接，四脚晶振Xl的接地端GND接地，四脚晶振Xl的电源端VCC接升压转换器U4的电源端Vin。
[0091]所述时间数字转换器U6的供电电压端3脚接升压转换器U4的电源端Vin。
[0092]所述时间数字转换器U6的接地端4脚与时间数字转换器U6的供电电压端3脚之间连接有电容C40，电容C40的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C40的另一端接地。
[0093]所述时间数字转换器U6的“声环法”信号输入端7脚接地。
[0094]所述时间数字转换器U6的中断信号端8脚接微处理器U5的I脚。
[0095]所述时间数字转换器U6的串行接口从机选择端9脚接微处理器U5的11脚，时间数字转换器U6的串行接口时钟端10脚接微处理器U5的10脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输入端11脚接微处理器U5的9脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输出端12脚接微处理器U5的8脚。
[0096]所述时间数字转换器U6的复位输入端13脚接微处理器U5的15脚。
[0097]所述时间数字转换器U6的核心电压端14脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端14脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C47接地。
[0098]所述时间数字转换器U6的接地端21脚接地。
[0099]所述时间数字转换器U6的接地端21脚与时间数字转换器U6的供电电压端22脚之间连接有电容C34，电容C34的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C34的另一端接地。
[0100]所述时间数字转换器U6的Stop通道2使能端口 25脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R36。
[0101]所述时间数字转换器U6的Stop通道I使能端口 26脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R35。
[0102]所述时间数字转换器U6的Stop通道2端口 27脚经电阻R33接地。
[0103]所述时间数字转换器U6的接地端28脚接地。
[0104]所述时间数字转换器U6的核心电压端29脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端29脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C51接地，电容C51的两端并联有电容C50，电容C50的正极与时间数字转换器U6的核心电压端29脚连接，电容C50的负极接地。
[0105]所述时间数字转换器U6的Stop通道I端口 30脚接超声波发射接收电路Ml的的回波信号发送端ECHO，接收超声波发射接收电路Ml发出的回波信号。
[0106]所述时间数字转换器U6的Start通道端口 31脚与微控制器U5的7脚电连接。
[0107]所述时间数字转换器U6的Start通道使能端口 32脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R31。
[0108]使用时，移动终端的右声道输出端RIGHT发出信号，对微控制器U5进行复位，复位后，移动终端的左声道输出端LEFT向微控制器U5发送信号，超声波测厚仪启动工作，微控制器U5的12脚为高电平时，升压转换器U4升压，输出稳定的5V电压，为超声波发射接收电路Ml提供电源,微控制器U5的16脚的电压被拉低后,超声波发射接收电路Ml工作，一旦时间数字转换器U6收到超声波发射接收电路Ml的回波信号发送端ECHO发出的回波信号，时间数字转换器U6得出时间值，并通过时间数字转换器U6的中断信号端8脚向微控制器U5发出中断信号，微控制器U5接到中断信号后，通过微控制器U5的8脚、微控制器U5的9脚、微控制器U5的10脚和微控制器U5的11脚读取测量到的时间结果，微控制器U5将测量到的时间结果转换成厚度值，然后通过微控制器U5的17脚发送给移动终端。
[0109]当不需要进行测量时，超声波测厚仪进入待机状态，其过程是:微控制器U5长时间接收不到移动终端发出的信号之后，微控制器U5的12脚置为低电平，升压转换器U4停止升压，由于微控制器U5由电源P3进行供电，因此微控制器U5仍保持工作，但进入低功耗模式，微控制器U5的16脚的电压被拉高，停止对测量电路供电，电源P3仅为微控制器U5和电阻R9、电阻R10、电阻R23、电阻R24供电，微控制器U5的待机电流可以降到2 μ A左右，电阻R9、电阻R10、电阻R23和电阻R24消耗电流不超过3 μ Α,升压转换器U4的使能端EN消耗的电流为I μ Α,因此在待机状态下，超声波测厚仪的总消耗电流大约在6 μ Α,假定电源P3选用的是50mA的3V纽扣电池，该电源P3可以支持整个系统待机运行I年以上，因此超声波测厚仪中不需要使用开关电路，还可以保证超声波测厚仪的小型化，便于携带和使用。
[0110]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述测厚仪包括超声波探头和移动终端，超声波探头与移动终端之间设有线缆构件； 所述线缆构件包括电连接的超声波发射接收模块、测量电路、供电电路和控制电路； 所述超声波探头用于发射高压尖脉冲，超声波发射接收模块用于接收回波信号，测量电路用于计量超声波回波时间，供电电路用于为超声波发射接收模块提供稳定的电压，控制电路用于接收移动终端发出的信号，并传输至测量电路。
2.如权利要求1所述的一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述供电电路包括升压转换器U4，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有线圈LI，升压转换器U4的开关端SW与升压转换器U4的反馈端FB之间连接有二极管D20和电阻R24，二极管D20的正极与升压转换器U4的开关端SW连接，二极管D20的负极经电阻R24接升压转换器U4的反馈端FB，升压转换器U4的反馈端FB经电阻R23接地； 所述电阻R24与二极管D20之间的节点经电容C3接地，电容C3的两端并联有电容C21，电容C3的正极与电容C21之间的节点连接有测试点TPl ； 所述电容C3的正极与电容C21之间的节点经场效应管VQ5接5V电源，电容C3的正极与电容C21之间的节点与场效应管VQ5的源极S连接，场效应管VQ5的漏极D与5V电源连接，场效应管VQ5的栅极G与控制电路电连接，场效应管VQ5的栅极G与场效应管VQ5的源极S之间连接有电阻R7 ； 所述升压转换器U4的电源端Vin经电容C30接地，电容C30的正极与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点电连接有电源P3，电源P3的正极接升压转换器U4的电源端Vin，电源P3的负极接地； 所述升压转换器U4的电源端Vin与控制电路电连接； 所述升压转换器U4的使能端EN与控制电路电连接。
3.如权利要求2所述的一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述控制电路包括微控制器U5，微控制器U5的型号为MKL05Z32VFK4，微控制器U5的23脚经电容C6与移动终端的右声道输出端RIGHT通过音频头电连接，电容C6与微控制器U5的23脚之间的节点经电阻R41与升压转换器U4的电源端Vin连接，电阻R41与微控制器U5的23脚之间的节点经电容C41接地； 所述微控制器U5的I脚与测量电路电连接，用于接收测量电路发出的中断信号；所述微控制器U5的3脚经电容C25接地，电容C25与微控制器U5的3脚之间的节点与升压转换器U4的电源端Vin连接； 所述微控制器U5的4脚接地； 所述微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚之间连接有晶振电路； 所述微控制器U5的7脚与测量电路电连接； 所述微控制器U5的8脚、微控制器U5的9脚、微控制器U5的10脚和微控制器U5的11脚与测量电路电连接，用于读取测量结果； 所述微控制器U5的12脚与升压转换器U4的使能端EN连接； 所述微控制器U5的13脚和微控制器U5的14脚之间与超声波发射接收模块电连接； 所述微控制器U5的15脚与测量电路电连接； 所述微控制器U5的16脚与场效应管VQ5的栅极G连接； 所述微控制器U5的17脚经电阻Rll接音频头，电阻Rll与音频头之间串联有电容C8，电容C8与电阻Rll之间的节点经电容C9接地，电容C8与音频头之间的节点经电阻R12接地； 所述微控制器U5的18脚经电容C5接移动终端的左声道输出端LEFT，电容C5与微控制器U5的18脚之间的节点经电阻RlO接地，电阻RlO与电容C5之间的节点经电阻R9接升压转换器U4的电源端Vin。
4.如权利要求3所述的一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述晶振电路包括晶振X2、电阻R5、电容C31和电容C32，所述电阻R5的两端分别与微控制器U5的5脚和微控制器U5的6脚电连接，所述晶振X2并联在电阻R5的两端，所述电容C31和电容C32串联在晶振X2的两端，电容C31和电容C32之间的节点接地。
5.如权利要求3所述的一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述超声波发射接收模块包括超声波发射接收电路Ml，超声波发射接收电路Ml具有超声波发射和接收调理功能，超声波发射接收电路Ml的高压脉冲电压的发射控制信号端PULSE与微控制器U5的13脚连接，超声波发射接收电路Ml的超声波高压产生电路的充电控制信号端HV_CHARGE与微控制器U5的14脚连接，超声波发射接收电路Ml的回波信号发送端ECHO与测量电路电连接，超声波发射接收电路Ml的电源端接5V电源，超声波发射接收电路Ml的接地端接地。
6.如权利要求5所述的一种基于移动显示终端的超声波测厚仪，其特征在于:所述测量电路包括时间数字转换器U6，时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接有四脚晶振XI，四脚晶振Xl的输出端OUT与时间数字转换器U6的晶振驱动输入端I脚连接，四脚晶振Xl的接地端GND接地，四脚晶振Xl的电源端VCC接升压转换器U4的电源端Vin ； 所述时间数字转换器U6的供电电压端3脚接升压转换器U4的电源端Vin ； 所述时间数字转换器U6的接地端4脚与时间数字转换器U6的供电电压端3脚之间连接有电容C40，电容C40的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C40的另一端接地；所述时间数字转换器U6的“声环法”信号输入端7脚接地； 所述时间数字转换器U6的中断信号端8脚接微处理器U5的I脚； 所述时间数字转换器U6的串行接口从机选择端9脚接微处理器U5的11脚，时间数字转换器U6的串行接口时钟端10脚接微处理器U5的10脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输入端11脚接微处理器U5的9脚，时间数字转换器U6的串行接口数据输出端12脚接微处理器U5的8脚； 所述时间数字转换器U6的复位输入端13脚接微处理器U5的15脚； 所述时间数字转换器U6的核心电压端14脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端14脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C47接地；所述时间数字转换器U6的接地端21脚接地； 所述时间数字转换器U6的接地端21脚与时间数字转换器U6的供电电压端22脚之间连接有电容C34，电容C34的一端接升压转换器U4的电源端Vin，电容C34的另一端接地；所述时间数字转换器U6的Stop通道2使能端口 25脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R36 ； 所述时间数字转换器U6的Stop通道I使能端口 26脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R35 ； 所述时间数字转换器U6的Stop通道2端口 27脚经电阻R33接地； 所述时间数字转换器U6的接地端28脚接地； 所述时间数字转换器U6的核心电压端29脚接升压转换器U4的电源端Vin，时间数字转换器U6的核心电压端29脚与升压转换器U4的电源端Vin之间的节点经电容C51接地，电容C51的两端并联有电容C50，电容C50的正极与时间数字转换器U6的核心电压端29脚连接，电容C50的负极接地； 所述时间数字转换器U6的Stop通道I端口 30脚接超声波发射接收电路Ml的的回波信号发送端ECHO，接收超声波发射接收电路Ml发出的回波信号； 所述时间数字转换器U6的Start通道端口 31脚与微控制器U5的7脚电连接；所述时间数字转换器U6的Start通道使能端口 32脚与升压转换器U4的电源端Vin之间连接有电阻R31。
【文档编号】G01B17/02GK204128518SQ201420564047
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】杨庆德, 尹建华, 刘宇 申请人:山东中科普锐检测技术有限公司