CN201974410U - 一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪 - Google Patents
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Abstract
一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，包括探伤仪和与探伤仪连接的数字摄像头，探伤仪设有超声波发射与接收模块、波信号模数转换模块、波信号处理模块以及探头；数字摄像头设有图像模数转换模块、图像传感器控制模块、图像处理模块及光学镜头；探伤仪上设有无线电波发射与接收模块，无线电波发射与接收模块连接操作控制模块，所述无线电波发射与接收模块连接波信号模数转换模块和图像模数转换模块，终端显示模块连接波信号处理模块和图像处理模块。本实用新型装置其控制显示***和检测***通过无线电波连接，方便机器人携带检测装置到百米高的铁塔上进行检测，能不受空间距离的限制，且可应用于移动通信铁塔、广播电视铁塔等塔式钢构上进行检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种探伤仪，特别是一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪。
背景技术
超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹杂等）的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。
数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串/并口或者USB接口传到计算机里。现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主。图像传感器是数字摄像头的核心部件，如：CDD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）是应用在摄影摄像方面的高端技术元件。
机器人采用摄像头对铁塔关键部位进行拍照、录像，根据图片、视频显示信息判断角钢的断裂、裂纹或者螺栓松动等比较明显的损伤。如果图像模糊就无法判别，这对图片、视频的质量要求很高，同时，输电铁塔所处环境复杂，光线无法保证充足，所以必须使用采光效果很好的图像传感器。
目前，市场上大多数探伤仪的检测单元和控制显示单元组合在一起，并未采用无线电波进行信息传输，而是直接通过电路和数据线进行传输。然而输电铁塔高度少则几十米，多则几百米，采用数据线连接检测单元和控制显示单元十分不便，因此该机器人的探伤仪需要通过无线电波进行信息传输。
发明内容
本实用新型提供一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，方便机器人同时携带两种检测设备到铁塔上进行检测，提高工作效率，将超声波探伤和数字摄像头检测合为一体，并且其控制显示单元和检测单元通过无线电波连接。
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，包括探伤仪和与探伤仪连接的数字摄像头，探伤仪设有超声波发射与接收模块、波信号模数转换模块、波信号处理模块以及探头；数字摄像头设有图像模数转换模块、图像传感器控制模块、图像处理模块及光学镜头；探伤仪上设有无线电波发射与接收模块，无线电波发射与接收模块连接操作控制模块，所述无线电波发射与接收模块连接波信号模数转换模块和图像模数转换模块，终端显示模块连接波信号处理模块和图像处理模块。
所述操作控制模块的控制芯片采用ARM920T单片机。
所述图像传感器控制模块采用CCD 图像传感器。
所述无线电波发射与接收模块的天线采用差分天线。
本实用新型一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪的有意效果如下：
1、天线采用差分天线，便于使用低成本的PCB 天线。
2、操作控制模块的控制芯片采用ARM920T单片机，增加了高速缓存和内存管理单元，具有极高的运算能力和中断相应能力。满足组合式探伤仪运算量大、处理速度快、处理结果准的要求。
3、两种检测设备合为一体，机器人可以一次性完成多种检测任务，检测效率高，结果准。
4、本实用新型装置摄像头能为超声波探伤起引导定位作用，使检测定位更加准确，同时也能观察周围环境，为机器人行走提供信息，方便行走；和传统的探伤仪不同，其控制显示***和检测***通过无线电波连接，方便机器人携带检测装置到百米高的铁塔上进行检测，能不受空间距离的限制，且可推广到移动通信铁塔、广播电视铁塔等塔式钢结构上进行检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型装置控制显示***结构图；
图2为本实用新型装置检测***结构图；
图3为实用新型装置无线电波发射与接收模块结构图。
具体实施方式
一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，包括探伤仪和与探伤仪连接的数字摄像头，探伤仪设有超声波发射与接收模块、波信号模数转换模块、波信号处理模块以及探头；数字摄像头设有图像模数转换模块、图像传感器控制模块、图像处理模块及光学镜头；探伤仪上设有无线电波发射与接收模块，无线电波发射与接收模块连接操作控制模块，所述无线电波发射与接收模块连接波信号模数转换模块和图像模数转换模块，终端显示模块连接波信号处理模块和图像处理模块。
操作控制模块的控制芯片采用ARM920T单片机，图像传感器控制模块采用CCD 图像传感器，无线电波发射与接收模块的天线采用差分天线。
本实用新型的检测单元通过超声波和摄像头对铁塔进行检测，检测原理中多了一个无线电传输信息环节。
无线电波发射与接收模块采用NRF401与AT89S52连接组合作为无线收发芯片。
实施步骤：
第一步：根据检测要求，设置好检测参数，通过操作控制模块将指令传送给检测设备。
第二步：控制指令通过无线电波发射与接收模块处理，通过天线将控制显示***的信号发射出去。
第三步：检测单元的天线接收到信号，通过无线电波发射与接收模块处理，将信号还原。
第四步：控制信号通过波信号模数转换模块转换为激励信号，传送给超声波发射与接收模块。
第五步：超声波发射与接收模块产生脉冲信号，使探头向铁塔角钢发出超声波。
第六步：超声波通过角钢的表面和内、外部裂纹的表面反射，通过探头接收并传输到超声波发射与接收模块。
第七步：超声波发射与接收模块对信号进行放大、修正、过滤等处理，并传输到波信号模数转换模块。
第八步：波信号模数转换模块对信号进行转换，并传输到无线电波发射与接收模块。
第九步：无线电波发射与接收模块对检测信号进行处理，通过天线将信号发射出去。
第十步：控制显示单元的天线接收到信号，通过无线电波发射与接收模块处理，将信号还原。
第十一步：波信号模数转换模块对信号进行转换，波信号处理模块对信号进行放大、修正、过滤处理。
第十二步：检测信号通过终端显示模块，为工作人员提供检测信息，根据检测结果判定该角钢的安全性或者确定下一步如何操作，以完成检测任务。
天线对无线传输设备的性能有着很大的影响，ANT1和ANT2是NRF401的无线输入、输出端。天线设计为差分天线以便于使用低成本的PCB 天线。
TXEN = 1时选择发射模式；TXEN = 0时选择接收模式。
频道的选择：CS = 0时选择1 频道(f 1 = 433. 92 MHz)，CS = 1时选择2频道(f 2 =434. 33 MHz)。
数字摄像头设有图像模数转换模块、图像传感器控制模块、图像处理模块及光学镜头。
实施步骤：
第一步：采用CCD数字摄像头检测时，检测人员设置相关参数，通过图像传感器控制模块控制光学镜头的摄像工作，根据要求可拍摄黑白图、彩色图、局部放大图等图像。
第二步：光学镜头使用一种高感光度的半导体材料制成，把拍摄的外界光线转变成电荷，并传输到图像模数转换模块。
第三步：通过图像模数转换模块将所拍摄的图像信息转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由探伤仪内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。
第四步：把数据从闪速存储器或内置硬盘卡传输给图像处理模块，并根据检测工作的各种处理手段和要求，修改并通过终端显示模块显示图像，以判断被检测物件的损伤情况。
Claims (4)
1.一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，包括探伤仪和与探伤仪连接的数字摄像头，探伤仪设有超声波发射与接收模块、波信号模数转换模块、波信号处理模块以及探头；数字摄像头设有图像模数转换模块、图像传感器控制模块、图像处理模块及光学镜头；其特征在于：探伤仪上设有无线电波发射与接收模块，无线电波发射与接收模块连接操作控制模块，所述无线电波发射与接收模块连接波信号模数转换模块和图像模数转换模块，终端显示模块连接波信号处理模块和图像处理模块。
2.根据权利要求1所述一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，其特征在于：操作控制模块的控制芯片采用ARM920T单片机。
3.根据权利要求1所述一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，其特征在于：图像传感器控制模块采用CCD 图像传感器。
4.根据权利要求1所述一种超声波、数字摄像头组合式探伤仪，其特征在于：无线电波发射与接收模块的天线采用差分天线。
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