[发明专利]一种基于柔性PCB技术的脉冲涡流无损检测系统

说明书

本发明涉及一种基于柔性PCB技术的脉冲涡流无损检测系统，应用于隔膜泵上，属于测控技术领域。本发明在隔膜泵的隔膜片上安装柔性PCB电路板，柔性PCB电路板上设置四层检测层，顶层为传感器层，中间两层为传感器终端节点层，底层为激励层。该检测系统通过脉冲信号发生模块产生脉冲宽度调制波形，脉冲宽度调制波形经过功率放大器放大，作用于柔性PCB电路板的激励层，顶层传感器采集次生磁场和原生磁场的合成磁场并转化为电信号，经过信号调理模块后在模数转换模块中进行模数转换。A/D转换模块与控制器连接，控制器通过无线透传模块与上位机连接。本发明能够在线检测隔膜片的缺陷和损伤情况，简化了隔膜泵到上位机之间的复杂连线。

技术领域

本发明涉及一种基于柔性PCB技术的脉冲涡流无损检测系统，应用于隔膜泵上，属于测控技术领域。

背景技术

隔膜泵自从诞生以来就被广泛的应用于输送领域。隔膜泵是往复泵的一种，用弹性薄膜，耐腐蚀弹性金属片将泵分隔成互不相通的两部分，分别是被输送液体和活柱存在的区域。这样，活柱不与输送的液体接触。活柱的往复运动通过同侧的介质传递到隔膜上，使隔膜亦作往复运动，从而实现被输送液体经球形活门吸入和排出。在工业生产中，隔膜泵主要用于输送腐蚀性液体或含有固体悬浮物的液体。它依靠一个隔膜片的来回鼓动而改变工作室容积来吸入和排出液体的。

隔膜片是最容易损坏的零部件，它又在隔膜泵工作中起着至关重要的作用。一旦隔膜片损坏没有及时发现将会带来巨大的经济损失，所以对隔膜片的在线监测是必要的，现有技术中没有有效的系统实现对隔膜片的在线监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提出一种基于柔性PCB技术的脉冲涡流无损检测系统，目的是解决现有检测技术中存在的问题。利用涡流检测技术，可以通过隔膜片内部磁场的变化分析出隔膜片的缺陷和损伤情况；利用柔性PCB电路板的柔软性特点，可以将阵列探测器PCB板贴附在隔膜泵上，它可以跟随隔膜片的往复运动而运动，只要安装合理它既不会因为隔膜片的大幅度运动而脱落，也不会干扰到隔膜片的正常工作；利用阵列式探测器可以进行多点采集的特点，可以采集到整个隔膜片内部缺陷和损伤情况；利用无线传输技术，能够及时地将采集到的数据传到上位机存储分析显示，并简化了车间到上位机之间的复杂连线，节省了成本。这种检测方式不仅提高了检测效率、节约了成本，还提高了管理效率，给试件的检测带来了极大的便利。其结构紧凑，能够对试件进行无线低功耗在线检测；扩展方便、适用范围广、安全可靠同时还节省人力，并且一旦设备连接成功，其操作方便因而使用性强，推广性强。

本发明采用的技术方案是：一种基于柔性PCB技术的脉冲涡流无损检测系统，包括阵列式探测器7、脉冲信号发生模块5、信号调理电路8、功率放大器6、模数转换模块9、控制器10、无线透传模块11和上位机12，阵列式探测器7帖敷在隔膜泵的隔膜片上并随隔膜片的往复运动而运动，用于检测隔膜片内部缺陷或损伤数据并将检测到的数据传递给信号调理电路8，信号调理电路8的输出端与模数转换模块9的输入端连接，模数转换模块9的输出端与控制器10输入端连接，控制器10的输出端分别与脉冲信号发生模块5、无线透传模块11的输入端连接，脉冲信号发生模块5的输出端与功率放大器6的输入端连接，功率放大器6的输出端与阵列式探测器7的输入端连接，无线透传模块11的输出端与上位机12连接。

具体地，所述的阵列式探测器7包括柔性PCB电路板，柔性PCB电路板的形状与隔膜片的形状相似，柔性PCB电路板上设有四层检测层，顶层为传感层，中间两层为传感器终端节点层，底层为激励层，传感层布满若干个磁传感器，若干个磁传感器呈阵列式分布且紧密排列在柔性PCB板上，在与磁传感器相对应的底层布满铜作为激励层。

优选地，所述的磁传感器为线性磁传感器TMR2102，相邻两个磁传感器之间的距离为0.5mm，线性磁传感器TMR2102采集隔膜片表面的次生磁场和原生磁场的合成磁场并转化为电信号。

具体地，所述的脉冲信号发生模块5在控制器10的控制下产生PWM波，PWM波经过功率放大器6放大后驱动柔性PCB电路板最下层的激励线圈。