专利名称：一种物体表面压力分布测量装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种测量物体表面压力分布的装置。
背景技术：
在各类工业生产、制造和科研过程中，经常需要对物体的表面压力进行测量，以便对物体表面压力的分布进行分析和研究。现有技术通常是直接将压力传感器安装在被测物体的表面上或在物体表面设置测压孔用管路将压力信号传输给压力传感器。压力传感器将压力信号转换为微弱电信号，微弱电信号经放大及信号处理后还原出压力值。用电子扫描阀采集系统进行串连压力扫描。从而还原出物体表面压力分布。
如申请号为200410033380.5，名为“表面压力分布传感器”的专利即公开了一种表面压力分布传感器，该表面压力分布传感器通过垫片分开一定间隔的间隙对向配置的行配线部和列配线部。行配线部由玻璃基板沿第1方向平行排列配置在该玻璃基板上的多个行配线和覆盖该行配线的绝缘膜构成。列配线部由可挠性薄膜和沿第2方向平行排列配置在该可挠性薄膜上的多个列配线构成。这种表面压力分布传感器，能长期稳定地检测表面压力分布。以上专利技术将压力传感器或者测压孔安置在被测物体表面的测量容易形变并引起被测物体表面压力分布的测量误差，且物体表面加工周期长。
为了改进，申请号为200520078594.4的实用新型公开了名为“一种非接触式表面压力分布测量装置”的专利，其内容是该实用新型提供了一种非接触式表面压力分布测量装置，通过测量激光和红外在被测物体表面覆盖的压力薄膜上产生的谐振换算为压力值，从而得到物体表面的压力分布，避免了加装传感器引起的测量误差。能够精确的在同一种状态下得到表面压力分布的数据，但是此种激光和红外测量装置造价高、系统要求精度高、操作复杂、谐波干扰大、采用移动云台扫描速度慢。
发明内容为了克服现有技术存在系统造价昂贵、扫描速度慢的不足，本实用新型提供了一种超声波测量物体表面压力分布装置。通过超声波波束在测量点与功能薄膜谐振后发生的频率变化与压力存在的对应函数关系，即可通过超声波扫描器进行快速扫描从而得到物体表面的压力分布。
本实用新型由超声波调频电路、超声波调幅电路、超声波发生器、超声波发射器、功能薄膜、超声波接收器、放大滤波器、AD转换器、单片机、扫描驱动机构及超声波扫描器组成。其中超声波调频电路和超声波调幅电路连接超声波发生器，超声波发生器连接超声波发射器，超声波发射器发出测量超声波通过覆盖在被测物体表面上的功能薄膜反射到超声波接收器，超声波接收器经过放大滤波器及AD转换器连接单片机，通过单片机测量出反射超声波的谐振频率算出该点的压力值，由单片控制机控制扫描驱动机构驱动超声波扫描器对物体表面进行扫描从而得到被测物体表面压力分布。
本实用新型工作原理是超声波调频电路用来调节超声波发生器的频率。超声波调幅电路用来调节超声波发生器的幅值。经过调频和调幅后的超声波发生器输出到超声波发射器发出超声波波束射至被测物体表面上的测量点。超声波波束与测量点在功能薄膜发生谐振并产生一个频率，产生的频率与压力存在函数关系。这个频率反射到超声波接收器，调制后的频率经放大滤波器后进入单片控制机内的进行AD转换器转换为数字信号将频率值换算成压力值。根据物体表面压力分布的需要由单片控制机控制扫描驱动机构驱动超声波扫描器对物体表面进行扫描从而得到被测物体表面压力分布。
作为本实用新型的第一个优选方案，所述功能薄膜采用GMM材料。
作为本实用新型的另一个优选方案，所述单片机可以连接显示板。
作为本实用新型的第三个优选方案，所述单片机可以连接数据接口。
本实用新型提供了一种超声波测量物体表面压力分布装置，采用超声波非接触测量物体表面压力分布需要输出的功率小、谐波干扰小、操作简单、成本低。可快速扫描得出每个点的压力值。对于工业测量有很好的实用前景。
附图1是本实用新型的原理方框图附图2是本实用新型优选实施例的电路图(五)
具体实施方式
图2给出了一个优选实施例的电路图。
超声波调频电路由型号为MB3609的集成电路U1、电阻R3、电阻R4、电位器W1组成。集成电路U1第2脚连接电位器W1滑动端，电位器W1的一个固定端连接15V直流电压，另一端连接-15V直流电压。集成电路U1第3脚连接电阻R4，集成电路U1第6脚连接电阻R3、电阻R1。
超声波调幅电路由型号为MB3609的集成电路U2、型号为NE530N的集成电路U3、电阻R1、电阻R2、可变电容C1组成。集成电路U2的第2脚连接电阻R1另一端、可变电容C1。集成电路U2的第3脚接地。可变电容C1另一端连接集成电路U2的第6脚、电阻R2。电阻R2另一端连接集成电路U3的第3脚。
型号为ADuC812的集成电路U4、型号是T40-16超生波发射元件ZL1、型号是S40-16超生波接收元件ZL2、型号是HC-49U晶体震荡器XL1、石英晶体滤波器IC1集成了超声波发生器、超声波发射器、超声波接收器三个功能。晶体震荡器XL1一端连接集成电路U4的OSC1脚，晶体震荡器XL1另一端连接集成电路U1的OSC2脚。石英晶体滤波器IC1的2端连接集成电路U4的B1脚，石英晶体滤波器IC1的1端连接集成电路U4的B2脚。石英晶体滤波器IC1的3脚接地。集成电路U4的VEE脚接地。超生波发射元件ZL1正端连接集成电路U4的C1脚。超生波发射元件ZL1负端连接集成电路U4的C2脚。超声波接收元件ZL2正端连接集成电路U4的C3脚。超生波接收元件ZL2负端连接集成电路U4的C4脚。集成电路U4的IN脚连接集成电路U3的第6脚。集成电路U4的P1脚连接电阻R3另一端。集成电路U4的P2脚连接电阻R4另一端。
功能薄膜GM贴覆在测量物体表面WT上。超生波发射元件ZL1发射超生波波束到测量物体表面WT测量点上，反射到超生波接收元件ZL2接收超生波信号。
放大滤波器由型号为TSC3000的集成电路U5、石英晶体滤波器IC2、石英晶体滤波器IC3组成。集成电路U5的INA脚连接集成电路U4的P4脚。集成电路U5的INB脚连接集成电路U4的P7脚。集成电路U5的D1脚连接石英晶体滤波器IC1第1端。石英晶体滤波器IC1第3端接地。集成电路U5的D6脚连接石英晶体滤波器IC2第1端。石英晶体滤波器IC2第3端接地。
型号为MSP430的集成电路U6集成了A/D转换器、单片控制机两个功能。集成电路U6的A脚连接石英晶体滤波器IC2第2脚。集成电路U6的B脚连接石英晶体滤波器IC3第2脚。单片控制机内的频率显示板和幅值显示板显示换算后的压力值和幅值。可以将压力值和幅值的数据存入单片控制机中的存储器或通过数据接口存入计算机硬盘中。
型号为Magscan多用途自动扫描器的U7集成扫描驱动机构、超声波扫描器两个功能。超声波扫描器比移动云台扫描速度快。自动扫描器的U7的IN端连接型号为MSP430的集成电路U6的OUT端。自动扫描器的U7的C端连接集成电路U4的第P3脚。根据需要超声波扫描器移动对物体表面扫描从而得到被测物体表面压力分布。
本实用新型工作过程是集成电路U1经两个电阻R3、电阻R4、电位器W1与集成电路U4构成了超声波调频电路，调节电位器W1改变用来产生30-100KHz的超声波频率。集成电路U2、集成电路U3构成超声波调幅电路，调节可变电容C1可以改变超声波输出幅值的大小。经过调频和调幅后的超声波发生器输出到超声波发射器又通过发射元件T40-16 ZL1发出超声波波束射至被测物体表面上的测量点，超声波波束与测量点在功能薄膜发生谐振并产生一个频率，产生变化的频率与压力存在函数关系。这个频率反射到S40-16超生波接收元件ZL2进入超声波接收器，经集成电路U3、石英晶体滤波器IC1、IC2组成的放大滤波让与压力有用的频率通过，将其它频率超声波基频、多次谐波滤除。放大滤波后的频率进入单片控制机内的进行AD转换器转换为数字信号将压力频率换算压力值。根据物体表面压力分布的需要由单片控制机控制扫描驱动机构驱动超声波扫描器对物体表面压力进行逐点电子扫描从而得到被测物体表面压力分布。
权利要求1.一种物体表面压力分布测量装置，包括超声波调频电路、超声波调幅电路、超声波发生器、超声波发射器、功能薄膜、超声波接收器、放大滤波器、AD转换器、单片机、扫描驱动机构及超声波扫描器，其特征在于超声波调频电路和超声波调幅电路连接超声波发生器，超声波发生器连接超声波发射器，超声波发射器发出测量超声波通过覆盖在被测物体表面上的功能薄膜反射到超声波接收器，超声波接收器经过放大滤波器及AD转换器连接单片机，单片机控制扫描驱动机构驱动超声波扫描器。
2.根据权利要求1所述的一种物体表面压力分布测量装置，其特征在于所述功能薄膜采用GMM材料。
3.根据权利要求1所述的一种物体表面压力分布测量装置，其特征在于所述单片机可以连接显示板。
4.根据权利要求1所述的一种物体表面压力分布测量装置，其特征在于所述单片机可以连接数据接口。
专利摘要一种物体表面压力分布测量装置，为了克服现有技术造价昂贵、扫描速度慢的不足，将超声波调频电路和超声波调幅电路连接超声波发生器后连接超声波发射器，超声波发射器发出测量超声波通过覆盖在被测物体表面上的功能薄膜反射到超声波接收器，并经过放大滤波器及AD转换器连接单片机，通过单片机测量出反射超声波的谐振频率算出该点的压力值，并控制扫描驱动机构驱动超声波扫描器对物体表面进行扫描从而得到被测物体表面压力分布。本实用新型需要输出的功率小、谐波干扰小、操作简单、成本低。可快速扫描得出每个点的压力值。对于工业测量有很好的实用前景。
文档编号G01L11/06GK2911630SQ200620079110
公开日2007年6月13日 申请日期2006年6月7日 优先权日2006年6月7日
发明者金承信 申请人:西北工业大学