一种遥控式自动伽马探伤机的电路控制系统的制作方法

本发明涉及一种遥控式自动伽马探伤机的电路控制系统

背景技术：

目前无损检测领域应用的伽马探伤设备基本上由输源管、操作手柄、源罐组成，实际作业过程要不断的人工摇动手柄实现输源和送源，工作效率低，辐射量大，另外源传输机构也易产生机械故障，导致出现卡源现象，给现场作业人员造成较大的安全隐患，此次研发的自动伽马探伤机电路控制系统主要是实现伽马机的远距离自动控制，既保证完成输源和送源的同时也减小了射源对人员的伤害，此电路控制系统还添加了透照时间、透照能量的自动计算功能，提高了工作效率，gps、gprs定位功能，保证了源的安全。

技术实现要素：

为实现遥控式自动伽马探伤机的自动控制功能，本次发明解决其技术问题所采用的技术方案是：γ源设备端电路控制系统由arm处理器stm32f405模块、gps模块、gprs模块、无线通信模块、422通信模块、电机控制模块、led灯及蜂鸣器模块、按键组成，其特征是：以arm处理器stm32f405模块为核心控制整个系统的外设，通过无线通信模块或422通信模块接收手持机发射出来的指令，经过arm处理器stm32f405系统处理后把动作传达给电机控制模块，电机控制模块按照指令控制电机转动，实现自动伽马探伤机的放源与收源动作，当设备处在放源的时候led指示灯及蜂鸣器给出报警提示，led灯闪烁、蜂鸣器发出报警声响，设备曝光时可以通过按键来强制设备停止曝光，避免卡源的现象。

手持机端控制系统由arm处理器stm32f405模块、液晶显示模块、无线模块、422模块、键盘组成，其特点是：以arm处理器stm32f405模块为核心控制系统的运行，通过键盘输入相应的工艺参数，经过曝光时间自动计算公式计算出曝光时间及曝光量等参数，并在液晶显示模块上显示，相应参数要求通过无线模块、422模块传输给自动伽马探伤机的γ源设备端电路控制系统，γ源设备端电路控制系统接受指令后在做出相应的处理。

另外，为了设备和源的安全电路控制系统中还添加了gps模块、gprs模块，gps模块实时监测设备的动向，然后gprs模块通过短信的方式传达设备的具体位置信息，这不仅完成了伽马机的自动控制，提高了工作效率，保证了操作人员的自身安全，而且为伽马机和射线源的安全也提供了一定的保证，通过定位模块的实时监测，了解伽马机和源的位置，这也符合国家对源的严格把控的要求，此外无线和有线的传输信号方式使自动伽马探伤机适合各种复杂的工作环境，空旷的场地、密集的管排都能得以应用。

本发明的有益效果是：以arm处理器stm32f405模块为核心控制整个系统的外设，增加有线和无线传输功能，使用范围更广，应用手持机对相应参数进行自动输入计算，操作简单方便，添加gps模块、gprs模块，确保设备和源的安全，最终实现遥控式伽马探伤机的自动控制功能，在保证人员安全的同时完成射线底片的透照，提高了工作积极性和工作效率。

附图说明

图1：本发明专利的总体控制示意图；

图2.1-2.9：本发明专利的γ源设备端板卡电路示意图；

图3.1-3.4：本发明专利的手持机端控制板电路示意图；

图4：本发明专利的手持机端按键板电路示意图；

具体实施方式

参见附图1-4本发明专利是一种遥控式自动伽马探伤机的电路控制系统，下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。

如图1所示总体控制示意图：γ源设备端控制系统和手持机端控制系统通过有线和无线两种方式进行信号的传递，实现设备的收源和放源动作。

如图2.1-2.9所示γ源设备端板卡电路示意图：

(1)arm处理器stm32f405模块：该模块是γ源设备的控制中心，由γ源设备端的板卡1上的u6及周围电路总成，其中u6为处理器芯片，sw1为处理器的复位按钮，按下sw1后，u6会重新加载程序，重新运行，y1为stm32f405提供运行的时钟，p1为处理器的程序下载调试接口。

(2)电源系统：电源系统主要负责将电池的提供的12v电压转换为设备各个模块可用的电源。j1为电源的接插件，可以连接电池。u1及连接电路负责将12v电压转换为5v电压给无线模块使用。u2及连接电路负责将12v电压转换为4v电压给sim800c使用。u4及连接电路负责将12v电压转换为3.3v电压，给arm处理器stm32f405系统使用。u5则可以将3.3v转换成1.2v，给arm处理器stm32f405系统使用。j2主要连接钥匙，并且检测设备电压值，发送给arm处理器stm32f405系统，当电池发生欠压时，设备进入保护状态。

(3)gps模块：γ源设备端的板卡2上的u3是gps部分，使用了ublox公司的ublox-neo-m8其主要负责设备的定位。

(4)gprs模块：γ源设备端的板卡2上的u1是gprs部分，使用了sim800c芯片，在有手机信号的条件下可以实现与手机通信。

(5)无线通信模块：γ源设备端的板卡2上的u4是无线通信部分，通信频段采用具有较强衍射能力的170mhz频段，与arm处理器stm32f405系统通过串口进行通信，通信速率为9600波特率。

(6)422有线模块：γ源设备端的板卡2上的u5及j1相关的电路组成的系统是422有线通信部分，该部分可以实现设备与手持机进行有线通信，具有较长的通信距离。

(7)电机控制模块：电机控制是一个闭环系统，主要由γ源设备端的板卡1上的第三页的cn1、j4、j5、j6组成，该模块主要有3大部分构成，1、由mos管构成的直流电机驱动系统，该部分包含4个mos管，可以驱动电机正转或者反转，还能控制电机的转速；2、由j4组成的编码器检测系统可以检测电机转动的实时位置，可以精确到0.434度；3、由j5、j6及u7组成的系统可以通过接近开关检测电机运转的两个状态点。有了闭环控制系统及双重的状态检测，可以保证设备处于安全的工作状态。

(8)led灯及蜂鸣器模块：γ源设备端的板卡2上的d4是状态指示灯，当设备处于安全状态时，该灯会发出绿色光，当设备处于曝光时，该灯发出红色光。γ源设备端的板卡2上的d5是电源状态指示灯，当设备处于正常电压状态时，该灯不发光，当设备处于欠压时，该灯发出红色光。γ源设备端的板卡2上的q3是蜂鸣器，当设备处于安全状态时，蜂鸣器不鸣叫，当设备处于曝光或者欠压时，蜂鸣器鸣叫。

(9)按键：γ源设备端的板卡2上的sw1是强制停止曝光按钮，当设备处于曝光状态时，按下该按键，设备就可以停止曝光。

如图3.1-3.4所示手持机端控制板电路示意图：控制板主要负责信息的显示、有线与无线的链接，具体可划分成电源模块、处理器模块、液晶显示模块、有线模块、无线模块。

(1)电源模块：电源模块采用dcdc电源，主要负责将电池的能量转换为各个模块所需要的能量，并且可以实现对电池电压的检测，当电池电压处于欠压时，可以提示给电池充电。j1是电池的板卡的电源接口，可以接收电池提供的电能；u1及其周围电路负责将12v的电池电压转换为3.3v以供处理器模块及有线通信使用；u2及其周围电路负责将12v的电池电压转换为5v以供无线模块使用；u4及其周围电路负责将3.3v的电压转换成1.2v以供stm32处理器使用。u3是运算放大器，在这个电路中起到了跟随器的作用，由u3和处理器模块组成的系统可以实现对电池电压的检测，

(2)处理器模块：处理器采用意法半导体的stm32处理器，该模块是整个手持机的控制中心，主要负责各个模块的协调工作。u5是处理器芯片，采用的stm32处理器，可以运行168mhz，具有1m的flash和192k的ram，足够实现手持机的功能；sw1为处理器提供复位操作，当sw1被按下时，处理器会重新加载程序运行；y1为处理器提供运行的时钟；p1是处理器开发时的调试接口。

(3)无线模块：无线模块可以为手持机提供通过无线方式连接γ源设备，方便操作与应用。u7是一个接口可以安装无线模块。

(4)有线模块：有线模块可以为系统提供一个可靠的链接，u8及其周围电路组成了有线模块，可以使手持机通过有线的方式以422协议来与设备进行通信，有效距离可以达到1000米。

(5)液晶显示模块：该模块具有很重要的人机交互功能，操作人员是根据液晶显示的数据来操作设备的，因此该模块的功能十分重要。u9及其周围电路组成了无线显示部分，其可以显示处理器模块发送过来的数据。

如图4所示手持机端按键板电路示意图，按键板主要负责按键的信息输入，实现了键盘矩阵，通过排线与控制板相连，可以支持用户操作的输入，例如输入数字、删除、确定等。