CN108845037A - 一种声发射检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种声发射检测装置，包括：压电陶瓷片和多层电路板阻尼块；所述多层电路板阻尼块包括多层电路板；所述多层电路板沿同一垂直线排列，且多层电路板中每一块电路板的面积均与压电陶瓷片的面积相等；在任意相邻的两块电路板之间均设有阻尼块；所述多层电路板通过阻尼块混合固定为一体，形成所述多层电路板阻尼块。本发明通过多层电路板阻尼块实现了对压电陶瓷片采集的信号进行模数转换和数字信号处理，并最终输出报警信号给外部电脑的功能。所述多层电路板阻尼块的结构能够大大缩小声发射检测装置的体积，使声发射检测装置便于安装使用和携带。
Description
技术领域
本发明涉及声发射检测仪器技术领域，具体涉及一种声发射检测装置。
背景技术
声发射检测仪器广泛应用于工业各种大型机械结构的状态监测，例如桥梁、石油化工压力储存容器等；还应用于各种工业设备的故障诊断，例如风力发电的叶片损伤、齿轮损伤检测等；还应用于矿山及地下岩土工程检测，比如对岩石类脆性材料的检测。
现有技术中的声发射检测仪器绝大多数都是采用压电陶瓷声发射传感器。压电陶瓷声发射传感器主要由压电陶瓷片敏感器件、阻尼块和外壳组成。除压电陶瓷声发射传感器外，声发射检测仪器通常还包括：模数转换电路、数字信号处理电路和信号处理结果输出电路，以及用来连接声发射检测仪器与外部电脑的电缆。
由于压电陶瓷声发射传感器的体积较大，且模数转换电路、数字信号处理电路以及信号处理结果输出电路均铺设在同一块电路板上，使得电路板的面积较大，从而使得现有的声发射检测仪器体积大，安装使用不灵活、携带不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种声发射检测装置。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种声发射检测装置，包括：
压电陶瓷片和多层电路板阻尼块；
所述多层电路板阻尼块包括：多层电路板；
所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片的面积相等；
在任意相邻的两块电路板之间均设有阻尼块；
所述多层电路板通过所述阻尼块混合固定为一体，形成所述多层电路板阻尼块。
可选的，所述多层电路板阻尼块包括：第一电路板、第二电路板和第三电路板；
其中，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板沿同一垂直线排列；
所述第一电路板、第二电路板和第三电路板通过所述阻尼块混合固定为一体；
所述压电陶瓷片固定设置在所述第一电路板远离所述阻尼块的一侧。
可选的，所述第一电路板上固定设有模数转换电路；
所述第二电路板与所述第一电路板电连接，且所述第二电路板上固定设有数字信号处理电路；
所述第二电路板还与所述第三电路板电连接；
所述第三电路板上固定设有通讯接口；
所述压电陶瓷片接收声发射信号声波并对声发射信号声波进行转换得到模拟信号；所述压电陶瓷片将该模拟信号发送给所述第一电路板上的模数转换电路；所述模数转换电路将所述模拟信号转换成为数字信号，并将该数字信号发送给所述第二电路板上的数字信号处理电路；所述数字信号处理电路对所述数字信号处理，得到报警信号，并将该报警信号通过所述通讯接口输出。
可选的，所述数字信号处理电路包括：数字信号处理芯片；
所述数字信号处理芯片与所述通讯接口电连接。
可选的，所述通讯接口为：RJ45、RS232或RS485接口。
可选的，所述多层电路板阻尼块是通过将所述第一电路板、第二电路板、第三电路板和钨粉阻尼材料加温融化再冷却成一体而得到的。
可选的，该装置还包括：外壳；
所述外壳将所述多层电路板阻尼块和所述压电陶瓷片包裹起来。
可选的，在所述外壳上设有电源接口；
所述电源接口分别与所述压电陶瓷片、第一电路板、第二电路板和第三电路板电连接；
通过所述电源接口能够为所述压电陶瓷片、第一电路板、第二电路板和第三电路板供电。
可选的，所述阻尼块为钨粉阻尼块。
本发明采用以上技术方案，所述声发射检测装置包括：压电陶瓷片和多层电路板阻尼块；所述多层电路板阻尼块包括多层电路板；所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片的面积相等；在任意相邻的两块电路板之间均设有阻尼块；所述多层电路板通过所述阻尼块混合固定为一体，形成所述多层电路板阻尼块。本发明通过多层电路板阻尼块实现了对压电陶瓷片采集的信号进行模数转换和数字信号处理，并最终输出报警信号给外部电脑。所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片的面积相等；所述多层电路板通过所述阻尼块混合固定为一体，以上这些结构能够大大缩小声发射检测装置的体积，使声发射检测装置便于安装使用和携带。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明声发射检测装置提供的一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明声发射检测装置提供的一种实施方式的工作原理示意图。
图中：1、压电陶瓷片；2、阻尼块；3、第一电路板；4、第二电路板；5、第三电路板；6、模数转换电路；7、数字信号处理电路；8、通讯接口；9、外壳；10、外部电脑。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1和图2所示，作为本发明一种可选的实施方式，提供了一种声发射检测装置，包括：
压电陶瓷片1和多层电路板阻尼块；
所述多层电路板阻尼块包括：多层电路板；
所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片1的面积相等；
在任意相邻的两块电路板之间均设有阻尼块2；
所述多层电路板通过所述阻尼块2混合固定为一体，形成所述多层电路板阻尼块。
具体的，在实际使用中，所述多层电路板阻尼块可以包括三块电路板，分别为：第一电路板3、第二电路板4和第三电路板5；
其中，所述第一电路板3、第二电路板4和第三电路板5沿同一垂直线排列；
所述第一电路板3、第二电路板4和第三电路板5通过所述阻尼块2混合固定为一体；
所述压电陶瓷片1固定设置在所述第一电路板3远离所述阻尼块2的一侧。
进一步的，所述第一电路板3上固定设有模数转换电路6；
所述第二电路板4与所述第一电路板3电连接，且所述第二电路板4上固定设有数字信号处理电路7；
所述第二电路板4还与所述第三电路板5电连接；
所述第三电路板5上固定设有通讯接口8；
所述压电陶瓷片1接收声发射信号声波并对声发射信号声波进行转换得到模拟信号；所述压电陶瓷片1将该模拟信号发送给所述第一电路板3上的模数转换电路6；所述模数转换电路6将所述模拟信号转换成为数字信号，并将该数字信号发送给所述第二电路板4上的数字信号处理电路7；所述数字信号处理电路7对所述数字信号处理，得到报警信号，并将该报警信号通过所述通讯接口8输出。
可以理解的是，所述数字信号处理电路7包括：数字信号处理芯片；
所述数字信号处理芯片与所述通讯接口8电连接。
具体的，所述通讯接口8为：RJ45、RS232或RS485接口。
需要补充说明的是，在所述外壳9上设有电源接口；
所述电源接口分别与所述压电陶瓷片1、第一电路板3、第二电路板4和第三电路板5电连接；
通过所述电源接口能够为所述压电陶瓷片1、第一电路板3、第二电路板4和第三电路板5供电。
在实际使用中，比如将该声发射检测装置用于石油化工压力储罐的检测。操作人员在完成检测前的准备后，将该声发射检测装置与储罐罐体金属表面之间使用耦合剂进行耦合，具体的是通过将声发射检测装置上的压电陶瓷片1与储罐罐体金属表面进行耦合，确保耦合充分后，再将声发射检测装置上的通讯接口8通过电缆与外部电脑10连接，并同时通过声发射检测装置上的电源接口为声发射检测装置供电，之后开始进行检测测试。
在检测过程中，所述压电陶瓷片1接收声发射信号声波并对声发射信号声波进行转换得到模拟信号；所述压电陶瓷片1将该模拟信号发送给所述第一电路板3上的模数转换电路6；所述模数转换电路6将所述模拟信号转换成为数字信号，并将该数字信号发送给所述第二电路板4上的数字信号处理电路7；所述数字信号处理电路7对所述数字信号处理，得到报警信号，并将该报警信号通过所述通讯接口8输出给外部电脑10，以完成对储罐的检测。
此外，在所述声发射检测装置进行检测操作之前，外部电脑10还可通过通讯接口8与所述声发射检测装置建立连接，连接成功后，外部电脑10可通过该通讯接口8对所述数字信号处理芯片重新加载符合要求的信号处理方法。
需要说明的是，所述多层电路板阻尼块是通过将所述第一电路板3、第二电路板4、第三电路板5和钨粉阻尼材料加温融化再冷却成一体而得到的。该结构能够大大缩小声发射检测装置的体积，而且还能保证缩小体积后的声发射检测装置具有现有技术中声发射检测仪器的性能；此外，该装置通过将多层电路板与阻尼块2固定为一体，减少了对压电陶瓷检测信号的干扰。
可以理解的是，所述声发射检测装置还包括：外壳9；
所述外壳9将所述多层电路板阻尼块和所述压电陶瓷片1包裹起来。
此外，所述阻尼块2为钨粉阻尼块。
所述声发射检测装置可以广泛应用于声发射检测，例如桥梁无人值守监测、石油化工压力容器的长期无人值守监测等各种场景，特别适合远程长期无人值守要求的声发射检测领域。
本实施例采用以上技术方案，通过多层电路板阻尼块实现了对压电陶瓷片1采集的信号进行模数转换和数字信号处理，并最终输出报警信号给外部电脑10。所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片1的面积相等；所述多层电路板通过所述阻尼块2混合固定为一体，以上这些结构能够大大缩小声发射检测装置的体积，使声发射检测装置便于安装使用和携带。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种声发射检测装置，其特征在于，包括：
压电陶瓷片和多层电路板阻尼块；
所述多层电路板阻尼块包括：多层电路板；
所述多层电路板沿同一垂直线排列，且所述多层电路板中每一块电路板的面积均与所述压电陶瓷片的面积相等；
在任意相邻的两块电路板之间均设有阻尼块；
所述多层电路板通过所述阻尼块混合固定为一体，形成所述多层电路板阻尼块。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述多层电路板阻尼块包括：第一电路板、第二电路板和第三电路板；
其中，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板沿同一垂直线排列；
所述第一电路板、第二电路板和第三电路板通过所述阻尼块混合固定为一体；
所述压电陶瓷片固定设置在所述第一电路板远离所述阻尼块的一侧。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一电路板上固定设有模数转换电路；
所述第二电路板与所述第一电路板电连接，且所述第二电路板上固定设有数字信号处理电路；
所述第二电路板还与所述第三电路板电连接；
所述第三电路板上固定设有通讯接口；
所述压电陶瓷片接收声发射信号声波并对声发射信号声波进行转换得到模拟信号；所述压电陶瓷片将该模拟信号发送给所述第一电路板上的模数转换电路；所述模数转换电路将所述模拟信号转换成为数字信号，并将该数字信号发送给所述第二电路板上的数字信号处理电路；所述数字信号处理电路对所述数字信号处理，得到报警信号，并将该报警信号通过所述通讯接口输出。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述数字信号处理电路包括：数字信号处理芯片；
所述数字信号处理芯片与所述通讯接口电连接。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述通讯接口为：RJ45、RS232或RS485接口。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述多层电路板阻尼块是通过将所述第一电路板、第二电路板、第三电路板和钨粉阻尼材料加温融化再冷却成一体而得到的。
7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：外壳；
所述外壳将所述多层电路板阻尼块和所述压电陶瓷片包裹起来。
8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，在所述外壳上设有电源接口；
所述电源接口分别与所述压电陶瓷片、第一电路板、第二电路板和第三电路板电连接；
通过所述电源接口能够为所述压电陶瓷片、第一电路板、第二电路板和第三电路板供电。
9.根据权利要求1至8任一项所述的检测装置，其特征在于，所述阻尼块为钨粉阻尼块。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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