基于CNG地下儲氣井檢測用的自動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對超聲波脈沖進(jìn)行功率放大后推動超聲波傳感器發(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。這個很微弱的信號經(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由7腳送到單片機(jī)的INT1口輸入。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/162487.htm
2．2．2 控制信號處理模塊
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)、時鐘信號及啟停。
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)加電啟動是由檢測筒底部碰觸開關(guān)執(zhí)行，當(dāng)檢測筒由牽引纜繩下放到井底，碰觸開關(guān)接通，系統(tǒng)檢測各組件正常，發(fā)出指令使?fàn)恳姍C(jī)勻速向上運(yùn)動，同時主軸電機(jī)工作使探頭筒勻速轉(zhuǎn)動，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。這時單片機(jī)發(fā)出指令檢測的數(shù)據(jù)和內(nèi)部存儲器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行比較，若相同，出口1和出口2都無信號輸出，徑向電機(jī)不動作，保持原有間距e。又進(jìn)行第二輪的檢測。若標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)e0大于被檢測數(shù)據(jù)e，則出口1有控制信號通過控制信號處理模塊使徑向電機(jī)反向轉(zhuǎn)動，增大間距e。又進(jìn)行檢測，若標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)e0小于被檢測數(shù)據(jù)e，則出口2有控制信號通過控制信號處理模塊使徑向電機(jī)正向轉(zhuǎn)動，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，使探頭與被檢測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成像中的超聲波回波有效傳輸?shù)年P(guān)鍵問題。同時也使旋轉(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。
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