基于CNG地下儲(chǔ)氣井檢測(cè)用的自動(dòng)懸浮式超聲波探頭設(shè)計(jì)
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2．2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．2．1 超聲波傳感器發(fā)射接收電路
超聲波傳感器發(fā)射接收電路原理圖如圖6所示，單片機(jī)采用ATM89S51，超聲波脈沖由單片機(jī)ATM89S51的P11口輸出，74HC04對(duì)超聲波脈沖進(jìn)行功率放大后推動(dòng)超聲波傳感器發(fā)出脈沖超聲波。電子開關(guān)采用CD4066BE(是CMOS雙向模擬開關(guān))，脈沖超聲波遇到管壁產(chǎn)生的回波被超聲波傳感器接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這個(gè)很微弱的信號(hào)經(jīng)電子開關(guān)CD4066BE送到回波放大電路CX20106；CX20106是紅外接收專用集成電路，該集成電路有80 dB的增益。它包括前置放大器，ABLC，限幅放大器，帶通濾波器，檢波和比較器，積分器，施密特觸發(fā)器等。經(jīng)過CX20106放大處理后的脈沖信號(hào)由7腳送到單片機(jī)的INT1口輸入。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162487.htm
2．2．2 控制信號(hào)處理模塊
采用環(huán)形脈沖分配器L297和雙H橋功率集成電路L298的典型控制方式。單片機(jī)的P1．6，P1．7，P2．3分別接L297的CW，Clock，enable控制端，分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、時(shí)鐘信號(hào)及啟停。
2．3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)控制程序框圖主程序流程圖如圖7所示。系統(tǒng)加電啟動(dòng)是由檢測(cè)筒底部碰觸開關(guān)執(zhí)行，當(dāng)檢測(cè)筒由牽引纜繩下放到井底，碰觸開關(guān)接通，系統(tǒng)檢測(cè)各組件正常，發(fā)出指令使?fàn)恳姍C(jī)勻速向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)主軸電機(jī)工作使探頭筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，徑向電機(jī)工作將探頭推出，供液閥門打開，耦合液向探頭噴出，這就是系統(tǒng)組件準(zhǔn)備完備。這時(shí)單片機(jī)發(fā)出指令檢測(cè)的數(shù)據(jù)和內(nèi)部存儲(chǔ)器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行比較，若相同，出口1和出口2都無信號(hào)輸出，徑向電機(jī)不動(dòng)作，保持原有間距e。又進(jìn)行第二輪的檢測(cè)。若標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)e0大于被檢測(cè)數(shù)據(jù)e，則出口1有控制信號(hào)通過控制信號(hào)處理模塊使徑向電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，增大間距e。又進(jìn)行檢測(cè)，若標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)e0小于被檢測(cè)數(shù)據(jù)e，則出口2有控制信號(hào)通過控制信號(hào)處理模塊使徑向電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，減小間距e。
3 結(jié)語
該設(shè)計(jì)方案利用單片計(jì)算機(jī)控制徑向電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使探頭與被檢測(cè)筒壁有一層均勻厚度的耦合液，較好地解決了低速采樣的超聲波無損檢測(cè)成像中的超聲波回波有效傳輸?shù)年P(guān)鍵問題。同時(shí)也使旋轉(zhuǎn)的探頭得到有效的保護(hù)。但只能用于超聲波頻率小于1 MHz的系統(tǒng)，對(duì)于超聲波頻率為2．5～5 MHz的系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)計(jì)工作于更高頻率的超聲波發(fā)射和接收電路及電子開關(guān)電路。
評(píng)論