一种基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪制造技术

本发明专利技术公布了一种基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪，能够快速、便捷、无损、精确地进行物体或工件内部多种缺陷：裂纹、疏松、气孔、夹杂等的检测、定位、评估和诊断。系统主要由超声探伤采集模块和安卓便携设备2个部分组成。本发明专利技术抛开一体化的结构思想，采用模块化的设计方式。

A single channel ultrasonic nondestructive flaw detector based on Android mobile device

The invention has published a single channel ultrasonic nondestructive flaw detector based on Android mobile equipment, which can quickly, conveniently, lossless, and accurately carry out a variety of defects in the object or workpiece, such as crack, porosity, gas hole, inclusion and so on. The system consists of 2 parts: ultrasonic flaw detection module and Android portable device. The invention puts aside the integrated structure idea and adopts a modular design method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪
本专利技术涉及一种超声波探伤仪，特别是涉及基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪及实现方法。
技术介绍
超声波探伤仪不仅仅可以用于实验室，也可以用于工程现场；其广泛的应用于锅炉、压力容器、航天航空、电力、石油、化工、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工、钢结构、铁路铁轨、核能电力等各个行业的无损检测探伤，具有很高的社会应用价值和科学研究意义。相比于射线、磁粉、涡流等无损NDT检测手段，超声无损检测具有多重优点。首先超声无损检测缺陷可定位，采用超声TOF(时间测量确定深度，声速在自然界中的速度较慢一般为3000m/s以下，相比10ns的精度采样测量，可以做到约30微米精度级别的检测)；其次，鉴于超声的能量衰减特性，在无损检测中，有突出的灵敏度表现。第三，声波受温湿度等自然环境影响小，并且无污染无残留无辐射。第四，超声无损检测适用范围广泛，可以用于金属和非金属固体材料或者液体材料的检测。目前专用的超声波无损探伤仪器价格高，仪器笨重，而且不具备程序在线升级、固件在线升级和数据云端管控机制。针对目前对于超声探伤仪器的市场化的需求，如何有效的减小超声波探伤仪器的体积与成本，以及如何更加便捷、有效地进行数据的管理和查询，成为了现有的超声波探伤仪器的主要问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于安卓移动设备的单通道超声探伤仪器，能够有效的降低传统超声探伤仪器的体积与成本，使人能够更加便捷地、直观地与超声探伤仪进行交互。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪，包括超声探伤采集模块、安卓便携设备、外部探头和电源模块；超声探伤采集模块，用于接收外部探头返回的超声数据并进行数据处理；安卓便携设备，用于加载本专利技术中所对应的App；外部探头，用于超声波的发送与接收；电源模块，用于向超声探伤采集模块以及外部探头供电。作为本专利技术基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪的进一步优选方案，所述超声探伤采集模块包含模拟部分和数字部分；其中，模拟部分，包括发射电路和接收处理电路；发射电路，用于激发探头发出相应频率的超声波；接收处理电路，用于超声波回波的接收处理，进行回波的放大、滤波和模数转换；数字部分包括FPGA与USB接口，FPGA，用于对信号数据进行处理，还控制模拟部分的所有工作；USB接口，用于数据传输。作为本专利技术基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪的进一步优选方案，所述安卓便携设备包含参数设置、数据存储、版本更新、指令控制、数据显示、人员管理；参数设置，用户通过安卓图形界面，对超声探伤采集模块的扫描方式、增益、检波方式、滤波频率、发射电压以及发射频率进行设置；数据存储，用户点击存储按钮，将当前超声探伤采集到的数据，存储到安卓数据库中，便于后期的查询；版本更新，当检测到仪器处于联网状态时，通过与服务器进行版本比对，在线更新安卓App，同时将FPGA固件解压在相应文件夹，每次使用时，通过USB-OTG对FPGA进行固件下载；指令控制，用户通过安卓App实现对超声探伤采集模块的实时控制；数据显示，安卓App可以将接收到的数据，以折线或图像的形式呈现出来，并通过对数据的分析计算，对当前物体损伤情况进行评估；人员管理，用户通过员工账号密码进行登录使用，数据库记录每一位员工的员工信息、登入登出记录，以及对应的探伤数据管理。一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪的实现方法，具体包含以下步骤：步骤1，下载安装超声探伤系统APP，并将安卓移动设备通过USB-OTG连接到我们的超声探伤采集模块上；步骤2，打开超声探伤系统APP，选择扫描方式、增益、检波方式、滤波频率、发射电压以及发射频率，然后点击检测按钮，超声探伤采集模块在接收到指令后，根据设置的参数，进行相应的检测扫描，并返回相应的数据；步骤3，用户通过超声探伤系统APP控制超声探伤采集模块开启扫描后，将接受到的数据存入到安卓数据库中，并在波形显示界面实时显示采集到的波形数据，同时通过显示设置，设置测试范围，显示延时，峰值包络，以及波形的色彩；步骤4，用户点击波形停止按钮，停止波形的实时显示，将波形冻结，通过手势的上移下移，放大缩小，查看波形图。作为本专利技术基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪的实现方法的进一步优选方案，在步骤4中，通过点击存储按钮，将当前的波形保存，进而通过读取之前保存的数据，重现当时的波形。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.降低了整套超声探伤系统成本，通过低成本的Android设备即可控制超声探伤仪器工作；2.提高了仪器的便携性，传统的一体化超声探伤仪器太过笨重，本专利技术通过模块化的方式，将原有设备分为两部分，无论是超声探伤采集模块还是安卓便携设备都可以做到方便携带；3.数据的管理和查询更加便捷，安卓便携设备将采集到的数据，上传到云端服务器，通过数据库存储数据，用户通过员工账号密码进行登录使用，数据库记录每一位员工的员工信息、登入登出记录，以及对应的探伤数据管理。附图说明图1示出了本专利技术的一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪整体结构框图；图2示出了本专利技术的超声探伤采集模块结构示意图；图3示出了本专利技术的超声探伤采集模块探伤过程流程图；图4示出了本专利技术的USB-OTG数据传输流程图；图5示出了本专利技术的安卓数据处理流程；图6示出了本专利技术的在线升级流程；图7示出了本专利技术的数据存储流程；图8示出了本专利技术的安卓App控制流程；图9示出了本专利技术的数据更新流程。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述本专利技术提出的一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪，整套超声探伤系统包括超声探伤采集模块、安卓移动设备，其中，超声探伤采集模块用于向待检测物体发送超声波，并采集相应的回波，当超声探伤采集模块采集到回波后，进行相应的处理，计算后得到有关待测物体损伤的数据。安卓移动设备，通过USB-OTG从超声探伤采集模块中获取到待测物体损伤的数据，并将相应的回波数据保存在安卓数据库中，可以采用图像或者折线方式，将超声探伤仪的检测数据显示出来，因为超声探伤采集模块反馈的是离散化均匀分布的数据，安卓App将这些数据转化为离散点，并以折线/图像的形式展现在显示屏上。查询数据可以通过数据查询功能对历史回波数据进行查询和显示。如图1所示，是该基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪的整体结构框图，包括了超声探伤采集模块101、安卓移动设备102，其中，超声探伤模块进一步包括模拟部分1011和数字部分1012。模拟部分，主要包括两个部分，发射电路10111和接收处理电路10112，发射电路用于激发探头发出相应频率的超声波，接收处理电路，用于超声波回波的接收处理，进行回波的放大、滤波和模数转换。数字部分又进一步包括FPGA10121与USB接口10122，FPGA除了对信号数据进行处理，还控制模拟部分的所有工作，超声探伤模块与安卓移动设备使用USB-OTG连接。外部探头103，用于超声波的发送与接收。电源部分104，用于向模拟部分、数字部分以及外部探头供电。安卓移动设备用于加载本专利技术中所对应的App，本专利技术所涉及的App功能包括参数设置1021，数据存储1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪，其特征在于，包括超声探伤采集模块、安卓便携设备、外部探头和电源模块；超声探伤采集模块，用于接收外部探头返回的超声数据并进行数据处理；安卓便携设备，用于加载本专利技术中所对应的安卓App；外部探头，用于超声波的发送与接收；电源模块，用于向超声探伤采集模块以及外部探头供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于安卓移动设备的单通道超声波无损探伤仪，其特征在于，包括超声探伤采集模块、安卓便携设备、外部探头和电源模块；超声探伤采集模块，用于接收外部探头返回的超声数据并进行数据处理；安卓便携设备，用于加载本发明中所对应的安卓App；外部探头，用于超声波的发送与接收；电源模块，用于向超声探伤采集模块以及外部探头供电。2.根据权利要求1所述的基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪，其特征在于，所述超声探伤采集模块包含模拟部分和数字部分；其中，模拟部分，包括发射电路和接收处理电路；发射电路，用于激发探头发出相应频率的超声波；接收处理电路，用于超声波回波的接收处理，进行回波的放大、滤波和模数转换；数字部分包括FPGA与USB接口，FPGA，用于对信号数据进行处理，还控制模拟部分的所有工作；USB接口，用于数据传输。3.根据权利要求1所述的基于安卓移动设备的单通道超声无损探伤仪，其特征在于，安卓便携设备包含参数设置、数据存储、版本更新、指令控制、数据显示、人员管理；参数设置，用户通过安卓图形界面，对超声探伤采集模块的扫描方式、增益、检波方式、滤波频率、发射电压以及发射频率进行设置；数据存储，用户点击存储按钮，将当前超声探伤采集到的数据，存储到安卓数据库中，便于后期的查询；版本更新，当检测到仪器处于联网状态时，通过与服务器进行版本比对，在线更新安卓App，同时将FPGA固件解压在相应文件夹，每次使用时，安卓移动设备通过U...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，王雨，张林，胡孟君，刘勇，董乾，沈克强，王刚，赵霞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32