一种具有无线交互功能的智能探头制造技术

一种具有无线交互功能的智能探头是声波信号提取装置，应用于管道泄漏检测领域。本实用新型专利技术特征在于：还设置有存储器电路和无线数据传输电路；存储器电路由通用的闪存与ＣＰＵ连接组成；无线数据传输电路由无线数据传输模块与ＣＰＵ连接组成；存储器电路用于存储信号数据，其数据的读入和写出受ＣＰＵ控制；无线数据传输电路用于ＣＰＵ与主机进行无线交互，使ＣＰＵ通过无线传输模块接受主机命令，根据主机命令执行一定的功能，还通过无线数据传输电路把自身状态或从存储器电路中读出的信号数据上传给主机。该探头具备无线交互功能，在管道泄漏检测只需一次性把两个探分别放在可能的泄漏源的两侧，可进行反复检测；提高了测量精度；降低了劳动强度，提高了工作效率。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Intelligent probe with wireless interaction function

The utility model relates to an intelligent probe with wireless interactive function, which is an acoustic wave signal extraction device and is applied in the field of pipeline leakage detection. The utility model is characterized in that is provided with a memory circuit and wireless data transmission circuit; a memory circuit connected by flash and CPU general composition; wireless data transmission module and CPU circuit are connected by wireless data transmission; memory circuit for storing data, the data read and write by CPU control circuit for wireless data transmission; the interaction of CPU and radio host, the CPU through the wireless transmission module accepts the host command, according to the host command execution of certain functions, but also their own state or signal data read from the memory circuit in the upload to the host through the wireless data transmission circuit. The probe has a wireless interactive function, leak detection only once to both sides of the two probe were placed in the source of the leak in the pipeline, can be repeated detection; high precision; reduce labor intensity, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】

一种具有无线交互功能的智能探头是一种具备无线传输和智能交互功能的管道泄漏声波信号提取装置，应用于管道泄漏检测领域。
技术介绍
管道作为五大运输工具之一，在运送液体、气体等方面具有特殊的优势，由于工业管道的工作条件非常恶劣，以及不可避免的腐蚀、自然和人为损坏等因素，管道壁厚减薄造成的泄漏事故频频发生，这不仅造成经济上的巨大损失，而且可能污染环境。管道泄漏检测仪是一种正在发展中的、用于管道泄漏检测的仪器。如图1是目前管道泄漏检测仪的组成示意图，主要由主机、转接盒和探头三部分组成，其中主机由笔记本电脑组成，笔记本通过转接盒可以和多个探头相连，探头由CPU中央处理器、信号提取电路、信号调理电路、模数转换电路和数据传输电路组成。工作时分别把两个探头放在可能的管道泄漏源的两侧，由信号提取电路提取管道泄漏信号，经模数转换电路转换成数字信号，通过电缆线传送给主机，由主机对数据进行处理得到泄漏源的确切位置。然而由于探头的原因，此仪器具有的一定缺陷。1、每次提取信号前都要由检测人员把探头与主机通过电缆线连接，进行信号提取前的设置；设置完毕后，再由检测人员把探头分别置于可能的泄漏源的两侧，提取信号；完毕后，检测人员还要再次把探头取回，同样用电缆线把探头和主机连接，把提取的信号传输给主机。2、由于探头提取的是声波信号，极易受到周围噪声的干扰，有可能造成结果失真，这样在每次泄漏检测中，极有可能需要提取多组信号，那么检测人员则要多次重复1的过程；由于两只探头相距较远，检测人员总是因此而疲于奔命。3、由于上面繁琐的过程，容易使检测人员疲劳，由于主观失误而造成检测结果错误；另外由于过程繁琐，使检测时间延长，不能及时检测到泄漏源的确切位置，使得泄漏量增加，还有可能贻误修补泄漏源的最佳时机。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有管道泄漏检测仪器的探头由于只能和主机通过电缆线连接，从而造成检测过程烦琐，给检测人员带来不便，导致错误结果和延长检测时间的缺点，提出了一种具有无线交互功能的智能探头。本技术的技术方案如图2所示，此智能探头包括CPU中央处理器、信号提取电路、信号调理电路、模数转换电路、电源电路；电源电路用于给系统提供工作电压，使系统正常工作；CPU用于接收其他各电路送出的信号，并产生控制信号控制其它各电路；信号提取电路把泄漏源由于泄漏产生的声波信号转换为电压信号，经信号调理电路进行调理后，再由通过CPU控制的模数转换电路转换成数字信号，完成信号的提取；特征在于还设置有存储器电路和无线数据传输电路；存储器电路由通用的FLASH ROM闪存与CPU连接组成；无线数据传输电路由无线数据传输模块与CPU连接组成；存储器电路用于存储信号数据，其数据的读入和写出受CPU控制；无线数据传输电路用于CPU与主机进行无线交互，使CPU通过无线传输模块接受主机下发的命令，根据主机下发的命令执行一定的功能，还通过无线数据传输电路把自身状态或从存储器电路中读出的信号数据上传给主机。另外由于该智能探头使用了无线数据传输，为了保证与主机的无线交互，主机处需要把图1中的转接盒替换为无线数据传输模块，图1中探头和转接盒的连接电缆由无线代替，如图2所示。所述的CPU中央处理器为TI公司的MSP430系列单片机，CPU通过晶振电路和JTAG电路，以及各个端口总线，组成单片机系统；通过其各端口的输入输出信号控制其它各电路工作。所述的存储器电路中FLASHROM存储芯片与CPU连接为，存储器芯片通过串行数据输入线SIMO，串行数据输出线SOMI，串行时钟线FSCK，片选信号FCS与CPU相连，CPU控制对存储芯片的读写。在探头进行信号提取时，CPU控制串行时钟线FSCK和串行数据输入线SIMO把提取的信号数据存入存储器中；当需要把信号数据上传到主机时，CPU控制串行时钟线FSCK和串行数据输出线SOMI把存储器中的信号数据从存储器中读出。所述的无线数据传输电路中的无线数据传输模块与CPU的连接为，无线数据传输模块通过数据接收输出脚RXD，数据发送输入脚TXD与CPU相连。在探头和主机进行无线交互时，无线数据传输模块等待接收来自主机的无线射频数据，接收到数据后将其转换电平形式，通过数据接输出脚RXD传送给CPU；当需要发送数据时，CPU把数据通过数据发送输入脚TXD传送给无线数据传输模块，无线数据传输模块将其转化为无线射频信号发射出去，由主机接收。本技术采用电池供电，经过电源转化电路升压和稳压后，给系统供电。系统工作时接收来自主机的命令，设置工作状态，并启动信号提取功能。管道泄漏源处的泄漏声波信号通过管道传至探头，探头的信号提取电路把声波信号转换为电压信号，经信号调理电路调理后，再由模数转换电路转换为数字信号，CPU把转换后的数字信号存储在存储器中；当泄漏信号提取完毕后，CPU把存储在存储器中的信号数据读出，通过无线数据传输模块上传给主机。该探头具备无线交互功能，在管道泄漏检测过程中，检测人员只需一次性把两个探分别放在可能的泄漏源的两侧，就可以通过主机与探头进行无线交互，通过无线数据传输由主机下发命令，可进行多次反复检测；检验人员可以专心于检测过程操作，从而大大提高了测量记录的精度，减少了错误的发生；同时大大降低了检验人员的劳动强度，减少检测时间，提高了工作效率，为管道泄漏的抢修赢得更好时机。附图说明。图1现有的管道泄漏检测仪的探头的示意框图；图2本技术的具有无线交互功能的智能探头的示意框图；图3本技术的具有无线交互功能的智能探头的信号提取电路、信号调理电路的电路原理图。图4本技术的具有无线交互功能的智能探头的CPU中央处理器、模数转换电路、存储器电路的电路原理图。图5本技术的具有无线交互功能的智能探头的电源电路、无线数据传输电路的电路原理图。具体实施方式结合图2、图3、图4和图5对本技术作进一步的说明一种新型的带无线交互功能的智能探头，主要由CPU中央处理器、信号提取电路、信号调理电路、模数转换电路、存储器电路、无线数据传输电路、电源电路组成。参照图4，CPU中央处理器U1为TI公司MSP430系列单片机，型号为MSP430F149，它是一种具有超低功耗特性的功能强大的单片机；具有60KB的FLASH型存储器，本身具有JTAG接口，可以在JTAG控制器的帮助下方便的实现程序下载，完成程序调试；具有2KB的内部RAM，以及多种片上外围模块；包括P1到P6共6个端口，通过这些端口线输入输出信号，完成对系统的控制。P1.0～P1.7分别连接到模数转换集成电路U2，型号为LTC1277，的D0～D7，作为U2的数据线D0～D7；P2.0连接到模数转换集成电路LTC1277(U2)的BUSY管脚，用来检测LTC1277是否处于模数转换状态；P2.1连接到模数转换集成电路LTC1277(U2)的CS管脚，作为LTC1277的片选信号ADCS；P2.2连接到模数转换集成电路LTC1277(U2)的RD管脚，作为LTC1277的读选通信号RD；P2.3连接到模数转换集成电路LTC1277(U2)的CONVST管脚，作为采样和启动的控制信号CONVST；P2.4连接到模数转换集成电路LTC1277(U2)的HBEN管脚，作为HBEN信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有无线交互功能的智能探头，包括ＣＰＵ中央处理器、信号提取电路、信号调理电路、模数转换电路、电源电路；电源电路用于给系统提供工作电压，使系统正常工作；ＣＰＵ用于接收其他各电路送出的信号，并产生控制信号控制其它各电路；信号提取电路把泄漏源由于泄漏产生的声波信号转换为电压信号，经信号调理电路进行调理后，再由通过ＣＰＵ控制的模数转换电路转换成数字信号，完成信号的提取；其特征在于：还设置有存储器电路和无线数据传输电路；存储器电路由通用的ＦＬＡＳＨ　　ＲＯＭ闪存与ＣＰＵ连接组成；无线数据传输电路由无线数据传输模块与ＣＰＵ连接组成；存储器电路用于存储信号数据，其数据的读入和写出受ＣＰＵ控制；无线数据传输电路用于ＣＰＵ与主机进行无线交互，使ＣＰＵ通过无线传输模块接受主机下发的命令，根据主机下发的命令执行一定的功能，还通过无线数据传输电路把自身状态或从存储器电路中读出的信号数据上传给主机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，徐玉龙，何存富，毕晓东，郎洪致，孟涛，刘青，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]