【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及螺栓在线监测设备领域，具体来说，涉及基于超声波回波检测的智能监测采集器电路。
技术介绍
1、随着机械设备规模不断扩大，结构复杂度增加，螺栓作为关键连接部件，其松动或断裂可能导致重大事故。螺栓在线监测是指对风机结构关键部位的螺栓进行实时监测，以检查螺栓是否松动、断裂等问题。
2、螺栓监测是通过安装传感器实时检测螺栓的应力和变形情况，当达到预设的阈值时，系统会发出警报，以便工程师及时采取措施，避免事故的发生。螺栓在线监测不仅可以提高设备的安全性和可靠性，还可以进行预警和预测维护，减少不必要的停机时间，降低维护成本。
3、基于超声波技术的螺栓在线监测产品已逐渐得到市场认可，特别是风电领域，通过螺栓在线监测能较好地发现叶根或塔筒等部位的连接问题，及时对风机结构风险进行预警，提高机组的运行安全性。但目前螺栓在线监测产品成熟度不好、产品质量不稳定、成本较高，导致难以大批量推广。
4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术提出基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
2、为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
3、基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，包括cpu控制模块、信号采集模块及电源模块；其中，cpu控制模块与信号采集模块连接，电源模块依次与cpu控制模块及信号采集模块连接。
4、进一步的，cpu控
5、进一步的，晶振电路包括电阻r57、晶振g3、电容c1及电容c2；其中，芯片u1的第五端依次与电阻r57的一端、晶振g3的第一端及电容c1的一端连接，电容c1的另一端依次与晶振g3的第三端及电容c2的一端连接并接地，电容c2的另一端与晶振g3的第二端、电阻r57的另一端及芯片u1的第六端连接。
6、进一步的，复位电路包括电阻r53及电容c26；其中，芯片u1的第七端依次与电阻r53及电容c26连接，电容c26的另一端接地。
7、进一步的，芯片u1的第七端还与swd插座x5的引脚一连接。
8、进一步的，信号采集模块包括时钟启振校准电路、高速时钟单元校准电路、芯片u6、电容c21、电容c76、电容c77、电阻r4、电容c22及电容c25；其中，芯片u6的第一端与高速时钟单元校准电路连接，芯片u6的第十六端与时钟启振校准电路连接，芯片u6的第三端依次与电容c21的一端及vio信号端连接，电容c21的另一端依次与芯片u6的第四端及第七端连接；vio信号端还与电阻r4的一端及电容c77的一端连接，电容c77的另一端与电容c76的一端连接并接地，电容c76的另一端与电阻r4的另一端连接；芯片u6的第十四端与电容c22的一端连接，电容c22的另一端接地，芯片u6的第二十九端与电容c25的一端连接，电容c25的另一端依次与芯片u6的第二十八端及第二十七端连接。
9、进一步的，时钟启振校准电路包括晶振g1及电容c23；其中，芯片u6的第十六端与晶振g1的第八端连接，晶振g1的第十四端与电容c23的一端连接，电容c23的另一端接地。
10、进一步的，高速时钟单元校准电路包括高速时钟单元g2及电容c32；其中，芯片u6的第一端与高速时钟单元g2的第八端连接，高速时钟单元g2的第十四端与电容c32的一端连接，电容c32的另一端接地。
11、进一步的，信号采集模块还包括温度传感器x6、电阻r28、电阻r81、电容c24及电容c78；其中，芯片u6的第二十四端与温度传感器x6的第二端连接，温度传感器x6的第一端依次与电阻r28的一端、电阻r81的一端、电容c78的一端、芯片u6的第十七端及芯片u6的第十八端连接，电阻r28的另一端与芯片u6的第二十三端连接，电容c78的另一端接地，电阻r81的另一端依次与芯片u6的第十九端及芯片u6的第二十端连接，芯片u6的第二十二端与vio信号端及电容c24的一端连接，电容c24的另一端与芯片u6的第二十一端连接并接地。
12、进一步的，电源模块外接12v的直流电源。
13、本专利技术的有益效果为：
14、(1)本专利技术集成度高，监测预紧力变化精度高且可靠，采用全新的电路设计，包含核心的cpu控制模块和信号采集模块，结构紧凑，功能齐全，采集精度达到纳秒级。同时可以将两大电路集中于一块电路板上，方便制造，无飞线、无多余插件、可靠性得到保证，成本较低，适合大批量推广应用。
15、(2)本专利技术通过信号采集模块检测超声波回波，根据发送超声波与回波的飞跃时间，也就是声时来计算螺栓预紧力变化情况。使用超声波检测螺栓预紧力相比传统方案更简洁，同时对螺栓本身的影响可忽略不计，适用性广，安装也更简单。同时信号采集电路使用的tdc-gp22芯片超声波采集精度高达22-90皮秒，测量范围在3.5纳秒-2.5微妙，测量频率可达百兆次每秒，工作温度可在-40℃至+125℃，可以保证超声波检测的精度与可靠性。本专利技术的方案监测螺栓预紧力变化时，更简洁、精度高，同时可靠性强，安装方便，能够有效且实时的监测螺栓预紧力的变化。
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1.基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，包括CPU控制模块(1)、信号采集模块(2)及电源模块(3)；
2.根据权利要求1所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述CPU控制模块(1)包括晶振电路、复位电路、SWD插座X5、芯片U1、电容C70、电容C27、电容C28、电容C29、开始按键START、电容C30、电容C31、电容C75及电阻R52；
3.根据权利要求2所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述晶振电路包括电阻R57、晶振G3、电容C1及电容C2；
4.根据权利要求3所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述复位电路包括电阻R53及电容C26；
5.根据权利要求4所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述芯片U1的第七端还与所述SWD插座X5的引脚一连接。
6.根据权利要求5所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述信号采集模块(2)包括时钟启振校准电路、高速时钟单元校准电路、芯片U6、电容C
7.根据权利要求6所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述时钟启振校准电路包括晶振G1及电容C23；
8.根据权利要求7所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述高速时钟单元校准电路包括高速时钟单元G2及电容C32；
9.根据权利要求1所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述信号采集模块还包括温度传感器X6、电阻R28、电阻R81、电容C24及电容C78；
10.根据权利要求1所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述电源模块(3)外接12V的直流电源。
...【技术特征摘要】
1.基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，包括cpu控制模块(1)、信号采集模块(2)及电源模块(3)；
2.根据权利要求1所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述cpu控制模块(1)包括晶振电路、复位电路、swd插座x5、芯片u1、电容c70、电容c27、电容c28、电容c29、开始按键start、电容c30、电容c31、电容c75及电阻r52；
3.根据权利要求2所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述晶振电路包括电阻r57、晶振g3、电容c1及电容c2；
4.根据权利要求3所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述复位电路包括电阻r53及电容c26；
5.根据权利要求4所述的基于超声波回波检测的智能监测采集器电路，其特征在于，所述芯片u1的第七端还与所述swd插座x5的引脚一连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：谢伟华，姚中原，张宇，陈佳志，孙捷，施俊佼，张冲，莫根巴图，胥嘉睿，张波，
申请(专利权)人：华能射阳新能源发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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