本发明属于超声波检测电路领域，具体涉及一种工程中超声波检测零部件系统。
背景技术：
超声波检测(ultrasonictesting)缩写为ut，也叫超声检测，是利用超声波技术进行检测工作的，是一种常规无损检测方法。
无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验零部件的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。
但在超声波检测过程中，由于超声波检测电路的输出信号较为微弱，需进行信号增强、放大，当外界环境较为恶劣时杂波干扰严重，信号的频率就会受到影响，随着信号增强、放大这种干扰就会凸显。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种工程中超声波检测零部件系统，该系统，具体包括：
中央处理器、电源、超声波检测传感器，所述中央处理器与开关电源保护电路、缺陷报警电路、信号处理电路、示波器连接，所述信号处理电路还与所述超声波检测传感器连接，所述开关电源保护电路还与所述超声波检测传感器、所述电源、所述缺陷报警电路连接，其中，所述信号处理电路包括信号滤波电路与信号增益放大电路。
在本发明的一个实施例中，其特征在于，所述超声波检测传感器型号为hc-sr04。
在本发明的一个实施例中，所述信号滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、晶体管t1、晶体管t2、电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1，其中，所述电阻r1一端与所述超声波检测传感器输出端、所述晶体管t1第二端连接，所述电阻r1另一端与所述电容c1一端、所述晶体管t1第一端连接，所述晶体管t1第三端与所述电阻r2一端连接，所述电阻r2另一端与所述电阻r3一端、所述晶体管t2第二端连接，所述电阻r3另一端与所述晶体管t2第一端、所述电容c2一端、所述二极管d1负极连接，所述晶体管t2第三端与所述电阻r4一端、所述电容c3一端连接，所述电阻r4另一端与所述信号增益放大电路输入端连接，所述电容c1另一端、所述电容c2另一端、电容c3另一端、二极管d1正极均接地。
在本发明的一个实施例中，其特征在于，所述电阻r1为可变电阻。
在本发明的一个实施例中，所述信号增益放大电路包括放电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c4、晶体管q1、晶体管q2、二极管d2，所述电阻r5一端、所述电阻r6一端均于电源vdd连接，所述电阻r5另一端与所述晶体管q1第一端连接，所述电阻r6另一端与所述晶体管q1第二端、电阻r7一端、电阻r8一端、二极管d2负极连接，所述晶体管q1第三端与所述晶体管q2第二端，所述晶体管q2第一端与所述信号滤波电路输出端连接，所述电阻r7另一端与电源vdd连接，所述二极管d2正极与所述电容c4一端连接，所述电阻r8另一端与所述中央处理器连接，所述晶体管q2第三端、所述电容c4另一端均接地。
在本发明的一个实施例中，所述缺陷报警电路包括峰值检测器、比较器a、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c5、电容c6、晶体管q3、晶体管t3、报警喇叭，其中，所述峰值检测器的输入端与所述中央处理器连接，所述峰值检测器的输出端与所述比较器a正相输入端连接，所述比较器a反相输入端与基准比较信号aref连接，所述比较器a输出端与所述电容c5一端连接，所述电容c5另一端与所述电阻r9一端、所述晶体管q3的第一端、所述电阻r10一端连接，所述电阻r9另一端、所述电阻r11一端均于电源vdd连接，所述电阻r11另一端与所述晶体管q3的第三端、所述晶体管t3的第一端连接，所述晶体管t3的第二端与所述电阻r12一端连接，所述电阻r10另一端、所述晶体管q3的第二端、所述电阻r12另一端均接地，所述晶体管t3的第三端与所述电阻r13一端连接，所述电阻r13另一端与所述报警喇叭输入端、所述电容c6一端连接，所述报警喇叭输出端与所述电阻r14一端连接，所述电容c6另一端、所述电阻r14另一端均接地。
在本发明的一个实施例中，晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3均为p型mos管。
在本发明的一个实施例中，所述晶体管t1、所述晶体管t2、所述晶体管t3均为三极管。
在本发明的一个实施例中，所述中央处理器为sop8集成芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明通过信号滤波电路对超声波检测传感器检测的零部件缺陷信号进行滤波处理，可以减少零部件检测过程中噪声对零部件缺陷检测信号的干扰，提高了传输过程检测信号的质量。
2、本发明通过对信号增益放大电路中的晶体管q1、晶体管q2采用串联的连接方法，不仅扩大了超声波检测的零部件缺陷信号在增益放大电路中的增益范围，同时采用晶体管q1、晶体管q2放大电路增益具有很好的线性度、连续性，放大效果好。
3、本发明通过信号滤波电路中的二极管d1、信号增益放大电路中的二极管d2，对超声波传感器检测的信号进行稳压处理，提高检测信号在传输过程中的稳定性。
4、本发明通过在信号滤波电路中设计可变电阻，通过调节可变电阻来改变滤波电路中晶体管的偏置电压，从而达到调节超声波传感器检测电路滤波的作用，具有很好的实用价值。
5、本发明通过缺陷报警电路，实时对处理的检测信号进行判断，判断该检测的部件是否存在缺陷，若存在缺陷进行报警提示，为后续维护工作带来方便，节约了成本。
6、本发明通过开关电源保护电路为零部件缺陷检测系统提了供稳定的工作电压，避免电源输入过高的电压造成系统电路中器件烧坏问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的信号滤波电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的信号增益放大电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的缺陷报警电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
本发明涉及一种工程中超声波检测零部件系统。请参见图1、图2、图3、图4，图1为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的信号滤波电路的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的信号增益放大电路的结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种工程中超声波检测零部件系统中的缺陷报警电路的结构示意图。本发明的超声波检测零部件的系统具体包括：
中央处理器、电源、超声波检测传感器，中央处理器与开关电源保护电路、缺陷报警电路、信号处理电路、示波器连接，信号处理电路还与超声波检测传感器连接，开关电源保护电路还与超声波检测传感器、电源、缺陷报警电路连接，其中，信号处理电路包括信号滤波电路与信号增益放大电路。
其中，中央处理器为sop8集成芯片，缺陷报警电路中的峰值检测器输入端与sop8集成芯片的zcd管脚相连接，信号处理电路与sop8集成芯片的mult管脚相连接，示波器与sop8集成芯片的comp管脚相连接，与电源相连接的开关电源保护电路分别与sop8集成芯片的inv管脚和vcc管脚相连接。
其中，开关电源保护电路与电源、中央处理器连接，开关电源保护电路实现为熔断器的断开与闭合。
具体地，当电源输入的信号过大时，发热量过大，熔断器将会熔断，起到隔离作用，保护整个超声波检测电路，防止电源功率过大引起电路中的器件烧坏问题；待电源信号稳定下来，熔断器冷却后又将恢复连通，整个超声波检测电路又恢复正常工作。比如电路正常工作电压为5v，电源输入电压出现了10v的高压甚至更高时，且工作电流在几百毫安，此时熔断器将会熔断，起到隔离作用，保护整个超声波检测电路，从而防止功率过大引起电路中的器件烧坏问题；待电源信号稳定下来，熔断器冷却后将恢复连通，整个超声波检测电路恢复正常工作。
本实施例中开关电源保护电路为零部件缺陷检测系统提了供稳定的工作电压，避免电源输入过高的电压造成系统电路中器件烧坏问题。
其中，超声波检测传感器，用于检测零部件缺陷信号并输出缺陷信号。
具体地，超声波传感器对零部件进行检测，将检测采集到的零部件缺陷信息转化为电信号并输出检测信号。超声波传感器的供电端连接 5v电源。
优选地，超声波检测传感器型号为hc-sr04。
其中，信号滤波电路用于对超声波检测的零部件缺陷信号进行滤波处理，减少外界杂波干扰，信号滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、晶体管t1、晶体管t2、电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1，其中，电阻r1一端与超声波检测传感器输出端、晶体管t1第二端连接，电阻r1另一端与电容c1一端、晶体管t1第一端连接，晶体管t1第三端与电阻r2一端连接，电阻r2另一端与电阻r3一端、晶体管t2第二端连接，电阻r3另一端与晶体管t2第一端、电容c2一端、二极管d1负极连接，晶体管t2第三端与电阻r4一端、电容c3一端连接，电阻r4另一端与信号增益放大电路输入端连接，电容c1另一端、电容c2另一端、电容c3另一端、二极管d1正极均接地。
优选地，信号滤波电路中电阻r1为可变电阻。
优选地，信号滤波电路中晶体管t1、晶体管t2均为三极管。
进一步地，信号滤波电路中电阻r1、电容c1和晶体管t1构成第一级滤波器电路，电阻r3、电容c2和晶体管t2构成第二级滤波器电路，第一级滤波器电路与第二级滤波器电路构成复合滤波电路，提供零部件件检测滤波电路的滤波作用。因为在第一级滤波器电路、第二级滤波器电路中电阻r1和电阻r3的电阻阻值对滤波起到很大的作用，所以本申请在信号滤波电路中将电阻r1设计为可变电阻，通过改变电阻r1的电阻阻值，可以调节零部件检测电路的滤波效果。
本实施例通过在零部件检测信号滤波电路中将r1设计可变电阻，通过调节可变电阻来改变滤波电路中晶体管t1基极的偏置电压，从而达到调节电路滤波的作用，具有很好的实用价值。
进一步地，信号滤波电路中晶体管t1、晶体管t2的第一端均为三极管的基极，晶体管t1、晶体管t2的第二端均为三极管的集电极，晶体管t1、晶体管t2的第三端为三极管的发射极，通过电阻r1、电容c1控制晶体管t1对信号滤波电路的滤波作用，通过电阻r3、电容c2控制晶体管t2对信号滤波电路的滤波作用。
具体地，第一级滤波器电路中电阻r1在信号滤波电路中不只为晶体管t1基极提供偏置电流，同时为信号滤波电路的滤波电阻。流过电阻r1的电流为晶体管t1的基极提供偏置电流，而且电阻r1的阻值取得较大时，晶体管t1基极上直流电压中的交流成分就会很少，这样电阻r1、电容c1和晶体管t1构成的第一级滤波器电路起到很好的滤波效果。其中，晶体管t1发射极的电压跟随着基极电压变化。同理，第二级滤波器电路对电路起到滤波作用。
本实施例通过信号滤波电路中的电阻r1、电容c1和晶体管t1构成第一级滤波器电路，电阻r3、电容c2和晶体管t2构成第二级滤波器电路，分别在晶体管t1基极、晶体管t2基极产生偏置电流，从而可以在较大的电阻，较小的电容下取得很好的滤波效果。
进一步地，为了提高信号滤波电路中传输信号的稳定性，在电阻r3、电容c2和晶体管t2构成的第二级滤波器电路中接入了稳压二极管d1，对信号滤波电路中的输出的零部件缺陷信号进行稳压处理，提高零部件缺陷信号在传输中的稳定性。
具体地，因为在第二晶体管t2与地端接入了稳压二极管d1，流经第一级滤波器电路的电压通过第三电阻r3流入第二级滤波器电路时，使稳压二极管d1处于反向偏置状态，稳压二极管d1使第二晶体管t2基极的电压处于稳定状态，从而使第二晶体管t2发射极输出的直流电压稳定，使输出信号达到稳定。
综上，本发明通过信号滤波电路对超声波检测传感器检测的零部件缺陷信号进行滤波处理，可以减少零部件检测过程中噪声对零部件缺陷检测信号的干扰，提高了传输过程检测信号的质量。
其中，信号增益放大电路用于对信号滤波电路滤波后的零部件缺陷信号进行增益放大处理，信号增益放大电路包括放电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c4、晶体管q1、晶体管q2、二极管d2，电阻r5一端、电阻r6一端均于电源vdd连接，电阻r5另一端与晶体管q1第一端连接，电阻r6另一端与晶体管q1第二端、电阻r7一端、电阻r8一端、二极管d2负极连接，晶体管q1第三端与晶体管q2第二端，晶体管q2第一端与信号滤波电路输出端连接，电阻r7另一端与电源vdd连接，二极管d2正极与电容c4一端连接，电阻r8另一端与中央处理器连接，晶体管q2第三端、电容c4另一端均接地。
优选地，晶体管q1、晶体管q2均为p型场效应管。
具体地，晶体管q1第一端为晶体管q1栅极，晶体管q1第二端为晶体管q1漏极，晶体管q1第三端为晶体管q1源极；晶体管q2第一端为晶体管q2栅极，晶体管q2第二端为晶体管q2漏极，晶体管q2第三端为晶体管q2源极。晶体管q2的栅极通过连接信号滤波电路的输出的信号，晶体管q1的栅极通过电阻r5、电阻r6、电阻r7连接电源vdd，晶体管q1、晶体管q2采用串联的连接方法，扩大了零部件缺陷信号在增益放大电路中的增益范围，同时采用晶体管q1、晶体管q2放大的电路增益具有很好的线性度、连续性，放大效果好，具有很好的实用价值。
进一步地，为了提高信号增益放大电路中传输信号的稳定性，本实施例在信号增益放大电路中加入了稳压二极管d2，对超声波检测传感器采集的零部件缺陷信号在传输中进行稳压处理，提高零部件缺陷信号在传输过程的稳定性。
其中，缺陷报警电路，用于给使用者或操作者发出提示信号，缺陷报警电路包括峰值检测器、比较器a、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c5、电容c6、晶体管q3、晶体管t3、报警喇叭bl，其中，峰值检测器的输入端与中央处理器连接，峰值检测器的输出端与比较器a正相输入端连接，比较器a反相输入端与基准比较信号aref连接，比较器a输出端与电容c5一端连接，电容c5另一端与电阻r9一端、晶体管q3的第一端、电阻r10一端连接，电阻r9另一端、电阻r11一端均于电源vdd连接，电阻r11另一端与晶体管q3的第三端、晶体管t3的第一端连接，晶体管t3的第二端与电阻r12一端连接，电阻r10另一端、晶体管q3的第二端、电阻r12另一端均接地，晶体管t3的第三端与电阻r13一端连接，电阻r13另一端与报警喇叭输入端、电容c6一端连接，报警喇叭输出端与电阻r14一端连接，电容c6另一端、电阻r14另一端均接地。
优选地，晶体管q3为p型mos管。
优选地，晶体管t3为三极管。
进一步地，峰值检测器检测信号放大电路处理后的超声波零部件缺陷检测信号的峰值信息。
进一步地，峰值检测检测到的峰值信息通过比较器a的正相输入端输入比较器a，与基准比较信号aref进行比较。当峰值检测检测到的峰值信息小于基准比较信号aref，则比较器a输出端输出0；当峰值检测检测到的峰值信息大于基准比较信号aref，则比较器a输出端输出1。比较器a输出结果用于控制报警喇叭的发生。其中，基准比较信号aref是用来判断超声波检测的零部件是否存在缺陷的标准值，当峰值检测检测到的峰值信息大于基准比较信号aref，代表超声波检测的零部件是有缺陷的；当峰值检测检测到的峰值信息小于基准比较信号aref，代表超声波检测的零部件是正常的，不存在缺陷。
进一步地，当晶体管q3的第一端为p型mos管的栅极，晶体管q3的第二端为p型mos管的源极，晶体管q3的第三端为p型mos管的漏极；若晶体管t3为三极管时，晶体管t3的第一端为三极管的基极，晶体管t3的第二端为三极管的发射极，晶体管t3的第三端为三极管的集电极。当比较器a输出结果为高电平时，晶体管q3的栅极电压高于晶体管q3的源极电压，因此晶体管q3导通，晶体管t3的基极被下拉到接地，晶体管t3截止，起到隔离作用，报警喇叭不会被触发；当比较器a输出结果为低电平，晶体管q3不导通，晶体管t3在电阻r11、电阻r12、电阻r13共同作用下导通，整个电路恢复正常，报警喇叭被触发。其中，高电平是指比较器a输出端输出1的情况，低电平是比较器a输出端输出0的情况。
其中，波形器用于显示零部件检测信号的检测结果。在示波器显示屏上，以横坐标代表超声波检测信号的传播时间，以纵坐标表示超声波检测信号的幅度，由超声波检测信号中缺陷信号的出现判断缺陷的存在；又可由超声波检测信号出现的位置来确定零部件缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过超声波检测信号的幅度来判断缺陷的大小。其中，缺陷信号与正常零部件超声波检测信号形成对比，定义为缺陷信号。
本实施例采用超声波检测零部件信号，通过信号滤波电路、信号放大电路对超声波检测零部件信号进行滤波、增强放大处理，缺陷报警电路实时对处理的检测信号进行判断，判断该检测的部件是否存在缺陷，若存在缺陷进行发声报警提示，同时示波器的显示屏上可以更加准确的定位零部件缺陷的存在，甚至零部件缺陷的位置，为后续维护工作带来方便，节约了成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
1.一种工程中超声波检测零部件系统，其特征在于，包括中央处理器、电源、超声波检测传感器，所述中央处理器与开关电源保护电路、缺陷报警电路、信号处理电路、示波器连接，所述信号处理电路还与所述超声波检测传感器连接，所述开关电源保护电路还与所述超声波检测传感器、所述电源、所述缺陷报警电路连接，其中，所述信号处理电路包括信号滤波电路与信号增益放大电路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声波检测传感器型号为hc-sr04。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、晶体管t1、晶体管t2、电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1，其中，所述电阻r1一端与所述超声波检测传感器输出端、所述晶体管t1第二端连接，所述电阻r1另一端与所述电容c1一端、所述晶体管t1第一端连接，所述晶体管t1第三端与所述电阻r2一端连接，所述电阻r2另一端与所述电阻r3一端、所述晶体管t2第二端连接，所述电阻r3另一端与所述晶体管t2第一端、所述电容c2一端、所述二极管d1负极连接，所述晶体管t2第三端与所述电阻r4一端、所述电容c3一端连接，所述电阻r4另一端与所述信号增益放大电路输入端连接，所述电容c1另一端、所述电容c2另一端、电容c3另一端、二极管d1正极均接地。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电阻r1为可变电阻。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号增益放大电路包括放电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c4、晶体管q1、晶体管q2、二极管d2，所述电阻r5一端、所述电阻r6一端均于电源vdd连接，所述电阻r5另一端与所述晶体管q1第一端连接，所述电阻r6另一端与所述晶体管q1第二端、电阻r7一端、电阻r8一端、二极管d2负极连接，所述晶体管q1第三端与所述晶体管q2第二端，所述晶体管q2第一端与所述信号滤波电路输出端连接，所述电阻r7另一端与电源vdd连接，所述二极管d2正极与所述电容c4一端连接，所述电阻r8另一端与所述中央处理器连接，所述晶体管q2第三端、所述电容c4另一端均接地。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述缺陷报警电路包括峰值检测器、比较器a、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c5、电容c6、晶体管q3、晶体管t3、报警喇叭，其中，所述峰值检测器的输入端与所述中央处理器连接，所述峰值检测器的输出端与所述比较器a正相输入端连接，所述比较器a反相输入端与基准比较信号aref连接，所述比较器a输出端与所述电容c5一端连接，所述电容c5另一端与所述电阻r9一端、所述晶体管q3的第一端、所述电阻r10一端连接，所述电阻r9另一端、所述电阻r11一端均于电源vdd连接，所述电阻r11另一端与所述晶体管q3的第三端、所述晶体管t3的第一端连接，所述晶体管t3的第二端与所述电阻r12一端连接，所述电阻r10另一端、所述晶体管q3的第二端、所述电阻r12另一端均接地，所述晶体管t3的第三端与所述电阻r13一端连接，所述电阻r13另一端与所述报警喇叭输入端、所述电容c6一端连接，所述报警喇叭输出端与所述电阻r14一端连接，所述电容c6另一端、所述电阻r14另一端均接地。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3均为p型mos管。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述晶体管t1、所述晶体管t2、所述晶体管t3均为三极管。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央处理器为sop8集成芯片。
技术总结