一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器制造技术

本发明专利技术公开了用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，包括：线圈感应组件、信号生成电路以及信号调理电路，所述信号生成电路分别与所述感应线圈、信号调理电路连接；所述线圈感应组件套设在供砂管上，用于感应供砂管内钢丸流量变化，并将所述钢丸流量变化转化为磁介质变化，进而引起线圈感应组件内线圈的感抗变化；所述信号生成电路用于捕捉线圈感应组件的感抗变化，将所述感抗变化转化为频率随感抗变化的检波信号；所述信号调理电路用于将所述检波信号转化为大小随钢丸浓度变化的输出电压。相比现有技术，本发明专利技术通过套设在供砂管上的线圈感应组件感应供砂管内钢丸流量变化，能实现无损检测供砂管内钢丸流量。实现无损检测供砂管内钢丸流量。实现无损检测供砂管内钢丸流量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器


[0001]本专利技术涉及金属表面清理领域，尤其涉及一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器。

技术介绍

[0002]磨料高压水射流使用高压水和钢丸混合液体，对金属表面杂质进行清理去除，是一种纯物理的新型环保金属表面清理技术，其中钢丸通过供砂软管进行供给，该软管是一种非金属材制。高压水射流系统对混合液中钢丸的含量有严格的要求，钢丸浓度降低时将降低表面清理质量，而且供砂管存在钢丸堵管的可能，堵管会造成清理质量严重不合格，因此必须对供砂管的钢丸流量进行实时检测(见图1中的所示)。由于高压水射流系统工艺的要求，对供砂软管中金属流量的检测必须满足能适应不同种类金属钢丸、适应不同软管直径、软管不能开孔、不破化软管结构、不新增接头等诸多条件，常用的流量检测方法与装置无法进行供砂软管钢丸流量检测，需要针对这些问题进行检测装置研发。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，用于解决现有的流量检测方法无法对供砂软管钢丸进行流量检测的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，包括：线圈感应组件、信号生成电路以及信号调理电路，所述信号生成电路分别与所述感应线圈、信号调理电路连接；
[0006]所述线圈感应组件套设在供砂管上，用于感应供砂管内钢丸流量变化，并将所述供砂管内钢丸流量变化转化为自身的感抗变化；
[0007]所述信号生成电路用于捕捉线圈感应组件的感抗变化，将所述感抗变化转化为频率随感抗变化的检波信号；
[0008]所述信号调理电路用于将所述检波信号转化为大小随钢丸浓度变化的输出电压；
[0009]优选的，所述线圈感应组件包括线圈骨架以及线圈；所述线圈骨架为中空管，用于套设在所述供砂管上；所述线圈绕设在所述线圈骨架外表面，且接入信号生成电路。
[0010]优选的，所述信号生成电路包括：运算放大器U1、电容C1、电容C2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；所述运算放大器的同相输入端与电阻R3的第一端连接，所述电阻R3的第二端接地，且所述电阻R3的第二端还与电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U1的反相输入端通过电阻R5与其输出端连接，所述运算放大器U1的反相输入端还与电阻R4的第一端连接，所述电阻R4的第二端分别与线圈的第一端、电容C2的第一端连接，所述线圈的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接；所述电容C2的第二端还与电容C1的第一端连接。
[0011]优选的，所述信号调理电路包括：波形转换电路、电压转换电路、频率变换电路以及电压频率转换电路；所述信号生成电路、所述波形转换电路、电压转换电路、频率变换电
路以及电压频率转换电路依次连接；
[0012]所述波形转换电路用于对所述检波信号进行高频滤波，并将滤波后的检波信号转化为脉冲信号；
[0013]所述电压转换电路用于将所述脉冲信号转化为标准电平脉冲信号；
[0014]所述频率变换电路用于对所述标准电平脉冲信号进行降频处理；
[0015]所述电压频率转换电路用于将降频处理后的标准电平脉冲信号转化为大小随钢丸浓度变化的输出电压。
[0016]优选的，所述波形转换电路包括：运算放大器U8、电阻R7、电容C10以及电容C11；所述运算放大器U8的同相输入端与所述运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U8的反相输入端与EMIT/OUT端一同接地，所述运算放大器U8的反相输入端还通过电容C10与其VCC
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端连接，所述运算放大器U8的VCC
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端还接负电源电压端；所述运算放大器U8的输出端与所述电阻R7的第一端连接，所述电阻R7的第二端与所述运算放大器U8的VCC+端接正电源电压端，所述正电源电压端还通过电容C11接地。
[0017]优选的，所述电压转换电路包括运算放大器U5、运算放大器U6、电阻R1、电阻R2、电阻R6、电阻R14、电阻R15以及电阻R16；所述运算放大器U5的反相输入端通过电阻R16与所述运算放大器U8的输出端连接，所述运算放大器U5的反相输入端还通过电阻R6与其输入端连接，所述运算放大器U5的同相输入端通过电阻R2接地，所述运算放大器U5的输出端通过电阻R14与运算放大器U6的反相输入端连接，所述运算放大器U6的反相输入端还通过电阻R15与其输出端连接，所述运算放大器U6的同相输入端通过电阻R1接地，所述运算放大器U6的输出端还与频率变换电路的输入端连接。
[0018]优选的，所述频率变换电路为集成D触发器，所述集成D触发器的PRSET端和CLR端短接至高电平，所述集成D触发器的Q#端与D端短接；所述集成D触发器的CK端接所述运算放大器U6的输出端，所述集成D触发器的Q端与电压频率转换电路的输入端连接。
[0019]优选的，所述电压频率转换电路包括：集成电压
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频率芯片U7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻RT、电阻RL、滑动变阻器R13、电容C9、电容C12以及电容CT；
[0020]所述集成电压
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频率芯片U7的THR端通过电容C12与所述集成D触发器的Q端连接，所述集成电压
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频率芯片U7的THR端还通过电阻R8与正电源电压端连接，所述集成电压
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频率芯片U7的R/C端与电容CT的第一端连接，所述电容CT的第二端与集成电压
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频率芯片U7的GND端、FREQ OUT端一同接地，所述集成电压
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频率芯片U7的R/C端还通过电阻RT与正电源电压端连接，所述集成电压
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频率芯片U7的COMP IN端还通过电阻R9与所述正电源电压端连接，所述集成电压
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频率芯片U7的COMP IN端还通过电阻R10接地，所述集成电压
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频率芯片U7的VS端与所述正电源电压端连接，所述集成电压
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频率芯片U7的REF I端通过电阻R11与滑动变阻器R13的第一端连接，所述滑动变阻器R13的第二端接地，所述滑动变阻器R13的第二端还分别与电容C9的第一端、电阻RL的第一端连接，所述电容C9的第二端、电阻RL的第二端均与所述集成电压
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频率芯片U7的I OUT端连接，所述电阻RL的第二端作为电压频率转换电路的输出端。
[0021]优选的，所述运算放大器U1、运算放大器U5、运算放大器U6的型号均为UA741CP，所述运算放大器U8的型号为LM311DR，所述集成D触发器的型号为XD74LS74；所述集成电压
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频率芯片U7的型号为LM331N；所述线圈骨架为可调整管内孔直径大小的PVC管，所述线圈为漆
包线绕制的单层线圈。
[0022]优选的，线圈的参数按照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，包括：线圈感应组件、信号生成电路以及信号调理电路，所述信号生成电路分别与所述感应线圈、信号调理电路连接；所述线圈感应组件套设在供砂管上，用于感应供砂管内钢丸流量变化，并将所述供砂管内钢丸流量变化转化为自身的感抗变化；所述信号生成电路用于捕捉线圈感应组件的感抗变化，将所述感抗变化转化为频率随感抗变化的检波信号；所述信号调理电路用于将所述检波信号转化为大小随钢丸浓度变化的输出电压。2.根据权利要求1所述的用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，所述线圈感应组件包括线圈骨架以及线圈；所述线圈骨架为中空管，用于套设在所述供砂管上；所述线圈绕设在所述线圈骨架外表面，且接入信号生成电路。3.根据权利要求2所述的用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，所述信号生成电路包括：运算放大器U1、电容C1、电容C2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；所述运算放大器的同相输入端与电阻R3的第一端连接，所述电阻R3的第二端接地，且所述电阻R3的第二端还与电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U1的反相输入端通过电阻R5与其输出端连接，所述运算放大器U1的反相输入端还与电阻R4的第一端连接，所述电阻R4的第二端分别与线圈的第一端、电容C2的第一端连接，所述线圈的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接；所述电容C2的第二端还与电容C1的第一端连接。4.根据权利要求3所述的用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，所述信号调理电路包括：波形转换电路、电压转换电路、频率变换电路以及电压频率转换电路；所述信号生成电路、所述波形转换电路、电压转换电路、频率变换电路以及电压频率转换电路依次连接；所述波形转换电路用于对所述检波信号进行高频滤波，并将滤波后的检波信号转化为脉冲信号；所述电压转换电路用于将所述脉冲信号转化为标准电平脉冲信号；所述频率变换电路用于对所述标准电平脉冲信号进行降频处理；所述电压频率转换电路用于将降频处理后的标准电平脉冲信号转化为大小随钢丸浓度变化的输出电压。5.根据权利要求4所述的用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，所述波形转换电路包括：运算放大器U8、电阻R7、电容C10以及电容C11；所述运算放大器U8的同相输入端与所述运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U8的反相输入端与EMIT/OUT端一同接地，所述运算放大器U8的反相输入端还通过电容C10与其VCC
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端连接，所述运算放大器U8的VCC
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端还接负电源电压端；所述运算放大器U8的输出端与所述电阻R7的第一端连接，所述电阻R7的第二端与所述运算放大器U8的VCC+端接正电源电压端，所述正电源电压端还通过电容C11接地。6.根据权利要求5所述的用于高压水射流供砂管的钢丸流量检测传感器，其特征在于，所述电压转换电路包括运算放大器U5、运算放大器U6、电阻R1、电阻R2、电阻R6、电阻R14、电阻R15以及电阻R16；所述运算放大器U5的反相输入端通过电阻R16与所述运算放大器U8的
输出端连接，所述运算放大器U5的反相输入端还通过电阻R6与其...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯奔，毛桂庭，宋紫棋，刘智谋，高波，杨杰，欧阳邓培，柯熠，韩德奎，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：