本实用新型涉及超声波无损检测技术领域，特别是涉及一种超声波测厚采集装置，应用于石油化工设备和高温（600℃）管线金属壁厚腐蚀的监测，可以使用无线通讯技术传送数据。
背景技术：
众所周知，常规的超声波测厚仪都是手持式操作的，压电探头涂抹专用耦合剂，直接作用到被测物体表面进行厚度测量，通过仪器的LCD液晶显示测量结果，用户是看不到真实的超声波信号的。目前，这种测厚方法在普通的厚度测量中有着广泛的应用，也被人们普遍接受。但在一些特殊环境中，如石化炼油装置的高空位置、高温管线、危险爆炸区域等，这些区域如果人工定点测厚困难很大，高空位置需要搭建脚手架，人工操作的危险系数和安装费用较高，特别是周期性重复测厚更加大了维护成本。其次，高温测厚探头的连续耐温性能较差，不能长时间的接触高温管道，而且，高温耦合剂瞬间会蒸发，使得测量必须在几秒内完成，这会给高温区人工测量作业带来不便，仪器的实际读数往往不能真实的反映出管壁厚度。再者，由于不同的测量人员对仪器操作存在差异，同一点测厚数据的连续性较差。此外，这种测厚方法只是单一的厚度结果测量，针对炼油装置腐蚀较严重的情况，比如点蚀、坑蚀等等，会使超声波回波信号频散、衰减、散射，如果以这样的超声回波进行时差法测厚，其结果偏差太大，测量结果的真实性无法保证。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种超声波测厚采集装置，可以方便的针对上述问题，不用人工到现场采集，使用更加方便。
采用的技术方案是：
一种超声波测厚采集装置，包括电池和电源电路。
其技术要点在于：
电池连接电源电路，电源电路给MSP430电路、FPGA电路、AD驱动电路、高速ADC电路、发射电路、接收电路、无线通信模块和时钟复位电路供电。
FPGA电路的I/O口连接发射电路。
接收电路通过AD驱动电路连接高速ADC电路的差分输入口，高速ADC电路的时钟接口连接FPGA电路的时钟输出口，FPGA电路的时钟输出口同时还连接FPGA电路的异步FIFO的时钟接口。
高速ADC电路的并行数据输出口连接FPGA电路的并行数据口。
FPGA电路异步FIFO的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口，由MSP430读取异步FIFO中的高速采集数据。
无线通信模块的uart口和MSP430电路的uart口连接。
时钟复位电路第一个输出口连接FPGA电路的时钟复位口。
时钟复位电路第二个输出口连接MSP430电路的时钟复位口。
发射电路连接第一压电探头，接收电路连接第二压电探头。
使用无线通信的方法进行厚度测量，从而实现对被测金属物的腐蚀监测。
该方法使用高速ADC电路采集超声波信号，以WIA-PA无线通信模块作为数据传输载体，将高速ADC电路转换的数字信号，发送给智能无线网关，在电脑主机上显示。
所述的WIA-PA无线通信模块包括天线、无线模块、uart接口，无线模块的uart口与MSP430的串口连接，以波特率9600bit/s收发数据。发射电路由高压模块提供高压（500V），N沟道增强型MOSFET实现电容的充放电开关功能，阻尼匹配可调，激发脉宽可调。接收电路主放大器选用带有前置低噪声增益可调放大器，运放输入端采用二极管钳位保护，通过程序控制DAC现实对主放大器增益调节。AD驱动电路实现超声信号单端转差分转换，同时有效地匹配后续电路的输入阻抗。高速ADC电路采用速度快、低功耗的AD模数转换器，其并行数据输出口全部连接到FPGA的并行数据口，同步时钟由FPGA提供。FPGA电路实现位宽和深度可调的异步FIFO，来缓存高速ADC电路转换的数据，FPGA产生PLL锁相环时钟，用来同步高速ADC电路采样时钟和异步FIFO的数据写入时钟。FPGA接收MSP430的激发指令，从而控制发射电路产生激发脉冲。MSP430控制电路完成对WIA-PA无线通信模块的通信控制、电源低功耗管理、与FPGA的数据交换、控制DAC调节放大增益。时钟复位电路提供时钟信号、上电复位信号，确保FPGA和MSP430上电可以正常工作。电源电路中数字电源部分采用高效率、低静态电流的开关电源，模拟电源部分采用LDO低波纹线性电源供电，磁保持继电器与电源芯片使能端相结合关断电源，进而降低功耗。采用无线通信技术实时传输高速采集超声波的数据，测量的波形和结果电脑显示。所述的实时传输包括无线模块实时在网，且可以任意时间通信传输。只需激发一次高压脉冲接收电路即可捕获波形。MSP430单片机实现超低功耗电源管理，以WIA-PA无线通信模块作为数据传输载体，把高速ADC转换的数字信号，发送给智能无线网关，其通过以太网口连接电脑主机进行数据交换，显示出超声波波形及厚度值，并可根据超声波形分析出被测金属物的腐蚀情况。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
图2为无线网络与系统架构图。（电脑主机、智能无线网关和WIA-PA无线通信模块）。
无线通信模块1、FPGA电路2、发射电路3、接收电路4、AD驱动电路5、高速ADC电路6、MSP430电路7、电源电路8、电池9、时钟复位电路10、无线通信模块天线11、PLL12、异步FIFO13、电脑主机14、智能无线网关15、第一压电探头16、第二压电探头17。
其优点在于：
1、本实用新型采用WIA-PA无线通信技术，把测量结果传输到上办公室电脑上，无须人工周期性的进入高温、高压的危险区域测量操作，降低安全事故的发生。
2、本实用新型采用低功耗电池供电设计，可以2-3年免维护，减少石化企业因测厚搭脚手架、人工等费用成本。
3、本实用新型可以实时、连续监测高温壁厚，完全可以避免人工测厚带来的较大误差。
4、在智能无线网关的管理下，各个节点的WIA-PA无线通信模块可以自动组成MESH网络结构，该网络有自动调频技术，有较强的抗干扰能力。
具体实施方式
实施例1
一种超声波测厚采集装置，包括电池9和电源电路8。
电池9连接电源电路8，电源电路8给MSP430电路7、FPGA电路2、AD驱动电路5、高速ADC电路6、发射电路3、接收电路4、无线通信模块1和时钟复位电路10供电。
FPGA电路2的I/O口连接发射电路3。
接收电路4通过AD驱动电路5连接高速ADC电路6的差分输入口，高速ADC电路6的时钟接口连接FPGA电路2的时钟输出口，FPGA产生PLL12锁相环时钟，FPGA电路2的时钟输出口同时还连接FPGA电路2的异步FIFO13的时钟接口，高速ADC电路6的采样时钟与异步FIFO13的写入时钟同步。
高速ADC电路6的并行数据输出口连接FPGA电路2的并行数据口。
FPGA电路2的异步FIFO13的异步并行数据输出口连接MSP430的通用I/O口，由MSP430读取异步FIFO中的高速采集数据。
无线通信模块1的uart口和MSP430电路7的uart口连接。
无线通信模块1为WIA-PA无线通信模块。
时钟复位电路10第一个输出口连接FPGA电路2的时钟复位口。
时钟复位电路10第二个输出口连接MSP430电路7的时钟复位口。
发射电路3连接第一压电探头16，接收电路4连接第二压电探头17。
用锂电池给电源电路8供电，电脑主机14通过智能无线网关15发送测量命令。
无线通信模块1接收到智能无线网关15发送的测试命令后，串口唤醒休眠中的MSP430电路7，然后MSP430解析无线通信模块1传输来的命令，正确则执行测量操作，控制电源电路8，给FPGA电路2、发射电路3和接收电路4上电，然后触发FPGA电路2输出100ns（ns级的，脉冲宽度可调,不小于10ns）宽的脉冲信号，导通发射电路3中的MOSFET激发高压脉冲，使得第一压电探头16获得激励能量，产生超声波信号作用被测物体上。(若MSP430解析无线通信模块1传输来的命令，错误则继续低功耗休眠。)接收电路4对第二压电探头17超声回波信号进行增益可调放大处理，然后进入单端转差分AD驱动电路5转换，超声差分信号输入到高速ADC电路6的差分输入端，高速ADC电路6完成超声模拟信号转换成数字信号的操作，FPGA电路2通过内部程序建立的异步FIFO13缓存高速ADC电路6的数据，MSP430电路7读取异步FIFO13的数据，保存到缓存数组里，然后关闭FPGA电路2、发射电路3和接收电路4电源。（异步FIFO13缓存容量比较灵活，可根据FPGA的RAM大小，任意配置深度和位宽）。MSP430建立2K-8K字节大数组缓存，迅速读完异步FIFO13中的数据，然后关闭FPGA、电源电路9，把缓存的数据打包成帧，以异步串行通信的方式发送给无线通信模块1，无线通信模块1再发送给智能无线网关15，当无线通信模块1传输完全部波形数据后，MSP430电路7进入低功耗模式，等待下一次唤醒。智能无线网关15以太网接口方式连接电脑主机14（上位机软件平台），电脑主机14显示出波形和厚度值。本实用新型主要以FPGA电路2和MSP430电路7为控制核心，实现超声波信号的发射和接收采集。最终用无线通信模块1把数据传输到电脑主机14，波形的重建和厚度值显示。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，所述的电池9可为锂电池。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，其中所述的高速ADC电路6采样频率在20-100Msps，位宽8-16bit，功耗在30mA以下。
无线通信模块1为WIA-PA无线通信模块，WIA-PA无线通信模块型号为ZAWM-D014。
FPGA电路2的FPGA型号EP4CE6E22I8。
锂电池为一次性锂电池，体积小，容量大。
电池9为锂电池，电池9电压范围3.6-14.4V。
MSP430型号为MSP430F149。
某炼油厂减顶水冷器入口的壁厚监测测得管线弯头处初始壁厚为7.5mm，经过一个月该弯头减薄小于0.1mm，基本保持7.5mm。该部位用手持超声测厚仪检测结果是7.51mm，说明本实用新型装置与普通超声测厚结果一致。
本领域技术人员也可以根据说明书中的记载设计出其他形式所述功能的电路，实现发明目的。