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一种新型便携式超声波测厚仪的设计/便携式铜箔膜厚仪CMI95M
添加时间:2013-1-24 17:32:20

 

一种新型便携式超声波测厚仪的设计

        设计了一种便携式新型超声波测厚仪,系统采用ATMEGA128单片机作为主控芯片,并包含超声波发射接收电路、LCD液晶显示电路、电源电路、键盘电路、232通信电路、实时和计数器电路。实现了精确测量、丰富的信息量实时的显示、电池和USB切换供电功能,并把测量的数据通过串口传输到Pc中进行了分析与比较,给出了测量误差产生的原因。

       关键字:超声波检测     测厚仪     单片机       便携式超声波测厚仪

引 言: 

  超声波测厚仪广泛地应用于造船业、石油化工业、电站、汽车制造、机械制造业当中,可以测量船壳、甲板、锅炉、管道、储油罐、轨道、板坯、铸件、机加工零件的厚度和被腐蚀情况。当前,大多数的测厚仪显示信息量有限,显示方式固定且没有通信功能,读取数据繁琐。本便携式超声波测厚仪系统可以显示丰富的信息量,储存大量数据,同时能把数据传输到Pc机中进行厚度比较和分析,测量精度可以达到0.01mm,实现对各种设备和容器测厚与监测的功能。

  1超声波测厚原理

  本测厚仪系统采用脉冲回波法来测量被测工件的厚度,超声波探头与被测工件的表面通过耦合剂相接触,在单片机的控制下,测厚仪由发射电路产生一定频率的脉冲信号加在超声波的探头上,从而通过压电效应使探头产生超声波脉冲。声波经过被测工件从另一个表面反射回来,被接收探头接收。若求超声波在被测工件的厚度,因为超声波在被测工件中的传播速度V已知,从发射超声波到接收回波信号的时间间隔TA一TB可测,所以,可以求出被测工件的厚度值式中S为被测工件的厚度; 为超声波在工件中传播的速度; 为底波TA的返回时间;TB为界面波B的返回时间。

  2测厚仪的设计和实现

  2.1超声波测厚仪系统结构

  本系统设计结构包含:超声波发射电路、接收电路、单片机控制电路、计数器电路、液晶显示电路、实时时钟电路、232通信电路、键盘电路。图l所示为超声波测厚仪的结构

  超声波测厚仪测量时,将探头通过耦合剂与被测工件的表面相接触,发射电路产生高电压窄脉冲信号,在单片机 的控制下通过发射探头向被测工件发射超声波,超声波在到达被测工件的底面后发生反射,反射的回波信号被接收探头接收,返回电压信号。接收到的电压信号经过多级放大、中周选频后通过74HC221芯片产生阈门脉冲,其中把发射脉冲的时间记为阈门脉冲的前沿,接收到的一次回波脉冲记为阈门脉冲的后沿,则阈门脉冲为超声波在被检测物体内入射和反射所使用的时间。
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