專利名稱：汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法及其檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測方法，更具體地說，尤其涉及一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法。本發明還涉及實現上述檢測方法的檢測系統。
背景技術：
輪轂是汽車的重要部件之一，要求具有極好的韌性和足夠的強度，常常采用鐵素體球墨鑄鐵材質進行生產。由于鑄造的質量具有波動性的特點，導致輪轂材質中的鐵素體含量不穩定。生產企業對于輪轂中的鐵素體含量的傳統檢測方法采取抽樣進行從每一批輪轂抽取幾個，切割取樣，然后進行金相觀察和分析。該方法有兩個弊端，一是屬于破壞性檢測，導致生產成本增加；二是不能實現百分之百檢測，有漏檢的現象存在。中國專利ZL86108323(公開號86108323 ;
公開日1987年06月24日)公開了一種“鑄態球鐵曲軸珠光體快速測定儀”，利用電磁感應原理，將鑄件的磁導率轉變為電信號，可達到快速、無損直接顯示被檢測件材質中珠光體含量的目的，但是該方法沒有排除球墨鑄鐵件中石墨形態變異和環境溫度變化對于檢測信號的干擾。目前市場上的鐵素體含量檢測儀，采用筆試探頭，用來檢測焊接件的焊接部位的鐵素體含量，對于檢測部位的表面粗糙度有一定的要求，難以在表面粗糙的輪轂鑄件上使用。上述兩種檢測裝置均不能滿足鑄態汽車輪轂鐵素體含量的快速檢測。

發明內容
本發明的目的在于提供一種應用信號融合技術檢測鑄態汽車輪轂中的鐵素體含量的方法，該方法可以針對具有鑄態表面的汽車輪轂件，在環境變化、材質中石墨形態變化時，對檢測鐵素體的電感傳感器的信號進行修正，從而實現對輪轂鐵素體含量的準確判定。本發明的另一目的在于提供一種實現上述檢測方法的檢測系統。本發明的前一目的是這樣實現的一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，其中該方法包括下述步驟(I)準備標準輪轂及待測輪轂各一個；(2)分別檢測標準輪轂和待測輪轂的導磁率得到的第一檢測信號發送給微處理器，同時，檢測待測輪轂的電阻得到第二檢測信號以及檢測環境溫度得到第三檢測信號，將第二檢測信號和第三檢測信號發送給微處理器；微處理器通過綜合處理上述三種檢測信號，得到待測輪轂鐵素體的含量值。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法中，所述的步驟(2)具體為通過兩個電感傳感器同時對標準輪轂和待測輪轂的導磁率進行信號變換，經差動放大電路比較后輸出待測輪轂對標準輪轂的磁導率相對偏離值，偏離值經檢波器與濾波器處理后變成直流信號，再經過A/D轉換器后輸出數字信號到微處理器進行運算處理；同時，采用四端法測量電阻，得到標準輪轂和待測輪轂的相對導電性能信號，經直流放大器放大后，由A/D轉換器輸出數字信號送微處理器運算處理；當電感傳感器輸送的數字信號和四端法測電阻得到的數字信號送達微處理器后，由微處理器進行運算，同時通過溫度傳感器得到環境溫度、的溫度值對運算結果進 行修正，得到精確的待測輪轂鐵素體含量值。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法中，所述的微處理器收到四端法測電阻得到的數字信號時的處理方式具體為待測輪轂材質中的石墨形態為球形時，微處理器不對電感傳感器輸送的信號進行修正；待測輪轂材質中的石墨形態由球形向片狀變化時，微處理器對電感傳感器輸送的信號給出正的修正值。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法中，所述的微處理器收到溫度傳感器得到的待測輪轂的溫度值的數字信號時的處理方式具體為當環境溫度處在儀器標定溫度時，微處理器對電感傳感器輸送的信號不作修正；當環境溫度升高時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行正值修正；當環境溫度降低時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行負值修正。本發明的后一目的是這樣實現的一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其中該檢測系統包括兩個電感傳感器、四端法測電阻電路、溫度傳感器、A/D轉換器、微處理器和LCD顯示屏；所述的電感傳感器分別設置在標準輪轂和待測輪轂上，所述的四端法測電阻電路的輸入端通過兩組共四個探針分別連接標準輪轂和待測輪轂，所述的電感傳感器的信號輸出端以及四端法測電阻電路的輸出端分別與A/D轉換器的連接，所述的A/D轉換器依序與微處理器和LCD顯示屏電連接；所述的溫度傳感器設置在微處理器旁邊且與微處理器電連接。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統中，所述兩個電感傳感器均為空心結構，兩個電感傳感器分別套設在標準輪轂和待測輪轂的端頭上，兩個電感傳感器均電路連接信號調理電路。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統中，所述的信號調理電路主要由正弦信號發生器、前置放大器、功率放大器和第一差動放大電路組成；所述的正弦信號發生器、前置放大器和功率放大器依序電路連接在兩個電感傳感器的輸入端，所述的第一差動放大電路電路連接在兩個電感傳感器的輸出端，所述的第一差動放大電路與A/D轉換器電路連接；所述的第一差動放大電路由相互連接的運算放大器A7、運算放大器AS和運算放大器A9組成。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統中，所述的電感傳感器的信號輸出端與A/D轉換器之間的電路上連接有檢波濾波電路。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統中，所述四端法測電阻電路的輸出端與A/D轉換器之間依序電路連接有第二差動放大電路和二級運算放大器A4 ;所述的第二差動放大電路由相互連接的運算放大器Al、運算放大器A2和運算放大器A3組成。上述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統中，所述的溫度傳感器為數字式單總線輸出溫度傳感器。本發明采用上述方法及系統后，通過檢測汽車輪轂由石墨形態由球狀向片狀變化時電阻的變化以及環境溫度變化，用于修正電感傳感器檢測到的鐵素體含量的信號，從而實現對輪轂鐵素體含量的準確判定；同時，為了提高信號的精準性，采用四端法測電阻電路來檢測采集信號，四端法測電阻的優點是可以消除夾持觸點與輪轂法蘭盤的接觸電阻對信號的影響，因為夾頭與標準汽車輪轂之間存在接觸電阻，夾頭與待測汽車輪轂之間也存在接觸電阻，而標準汽車輪轂和待測汽車輪轂連接在相鄰的電路中，四端法測電阻電路可以將相鄰兩個電路上的接觸電阻對輸出信號的影響抵消，從而達到檢測信號的精準。


下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發明的任何限制。圖I是本發明系統的結構方框圖；圖2是本發明電感傳感器與信號調理電路的電路原理圖；圖3是本發明四端法測電阻電路的電路原理圖。圖中電感傳感器I、四端法測電阻電路2、溫度傳感器3、A/D轉換器4、微處理器5、IXD顯示屏6、信號調理電路7、正弦信號發生器7a、前置放大器7b、功率放大器7c、第一差動放大電路7d、檢波濾波電路8、第二差動放大電路9。
具體實施例方式參閱圖I至圖3所示，本發明的一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，該檢測系統包括兩個電感傳感器I、四端法測電阻電路2、溫度傳感器3、A/D轉換器4、微處理器5和IXD顯示屏6 ;所述的電感傳感器I分別設置在標準輪轂和待測輪轂上，所述的四端法測電阻電路2的輸入端通過兩組共四個探針分別連接標準輪轂和待測輪轂，所述的電感傳感器I的信號輸出端以及四端法測電阻電路2的輸出端分別與A/D轉換器4的連接，在電感傳感器I的信號輸出端與A/D轉換器4之間的電路上連接有檢波濾波電路8 ;所述的A/D轉換器4依序與微處理器5和LCD顯示屏6電連接；所述的溫度傳感器3設置在微處理器5旁邊且與微處理器5電連接。本實施例中，所述兩個電感傳感器I均為空心結構，兩個電感傳感器I分別套設在標準輪轂和待測輪轂的端頭上，兩個電感傳感器I均電路連接信號調理電路7，信號調理電路7主要由正弦信號發生器7a、前置放大器7b、功率放大器7c和第一差動放大電路7d組成；所述的正弦信號發生器7a、前置放大器7b和功率放大器7c依序電路連接在兩個電感傳感器I的輸入端，所述的第一差動放大電路7d電路連接在兩個電感傳感器I的輸出端，所述的第一差動放大電路7d與A/D轉換器4電路連接；所述的第一差動放大電路7d由相互連接的運算放大器A7、運算放大器AS和運算放大器A9組成。同時，在四端法測電阻電路2的輸出端與A/D轉換器4之間依序電路連接有第二差動放大電路9和二級運算放大器A4 ;所述的第二差動放大電路9由相互連接的運算放大器Al、運算放大器A2和運算放大器A3組成。所述的溫度傳感器I為數字式單總線輸出溫度傳感器。工作時，由正弦信號發生器7a產生較弱交流正弦信號經前置放大器7b和功率放大器7c后在兩個電感傳感器I的LI和L3上產生激勵信號，信號通過標準輪轂和待測輪轂后分別由兩個電感傳感器I上的L2和L4感應得到交流電信號，兩個交流電信號再經運算放大器A7、運算放大器AS和運算放大器A9組成的第一差動放大電路7d后得到待測輪轂相對標準輪轂的偏離值，此偏離值仍為交流電信號，經檢波濾波電路8作用后得到了直流偏離信號，再經A/D轉換器4轉換后送至 微處理器5處理。同時，四端法測電阻電路2采用兩組四個探針分別對標準輪轂和待測輪轂進行接入，形成四端法電阻測試電橋，電橋由恒流源供電，如果待測輪轂與標準輪轂電阻值，即導電率有偏離，則電橋輸出正偏離值，經由運算放大器Al、運算放大器A2和運算放大器A3組成的第二差動放大電路9和二級運算放大器A4對信號進行放大后，采用14bit的A/D轉換器4輸出數字信號至微處理器5進行運算，對電感傳感器I的信號進行修正處理。
為了消除溫度環境對汽車輪轂產生熱脹冷縮變化的影響，采用了數字式單總線輸出溫度傳感器對環境溫度進行測量，測量得到的數字信號同樣送微處理器5進行運算，對電感傳感器I的信號進行修正處理。本發明的一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，該方法包括下述步驟
(I)準備標準輪轂及待測輪轂各一個；(2)分別檢測標準輪轂和待測輪轂的導磁率得到的第一檢測信號發送給微處理器，同時，檢測待測輪轂的電阻得到第二檢測信號以及檢測環境溫度得到第三檢測信號，將第二檢測信號和第三檢測信號發送給微處理器；微處理器通過綜合處理上述三種檢測信號，得到待測輪轂鐵素體的含量值。本實施例中，步驟(2)具體為通過兩個電感傳感器同時對標準輪轂和待測輪轂的導磁率進行信號變換，經差動放大電路比較后輸出待測輪轂對標準輪轂的導磁率相對偏離值，偏離值經檢波器與濾波器處理后變成直流信號，再經過A/D轉換器后輸出數字信號到微處理器進行運算處理；同時，采用四端法測量電阻，得到標準輪轂和待測輪轂的相對導電性能信號，經直流放大器放大后，由A/D轉換器輸出數字信號送微處理器運算處理；當電感傳感器輸送的數字信號和四端法測電阻得到的數字信號送達微處理器后，由微處理器進行運算，同時通過溫度傳感器得到環境溫度的溫度值對運算結果進行修正，得到精確的待測輪轂鐵素體含量值。同時，微處理器收到四端法測電阻得到的數字信號時的處理方式具體為待測輪轂材質中的石墨形態為球形時，微處理器不對電感傳感器輸送的信號進行修正；待測輪轂材質中的石墨形態由球形向片狀變化時，微處理器對電感傳感器輸送的信號給出正的修正值。微處理器收到溫度傳感器得到的待測輪轂的溫度值的數字信號時的處理方式具體為當環境溫度處在儀器標定溫度時，微處理器對電感傳感器輸送的信號不作修正；當環境溫度升高時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行正值修正；當環境溫度降低時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行負值修正。
權利要求
1.一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(I)準備標準輪轂及待測輪轂各一個；(2)分別檢測標準輪轂和待測輪轂的磁導率得到的第一檢測信號發送給微處理器，同時，檢測待測輪轂的電阻得到第二檢測信號以及檢測環境溫度得到第三檢測信號，將第二檢測信號和第三檢測信號發送給微處理器；微處理器通過綜合處理上述三種檢測信號，得到待測輪轂鐵素體的含量值。
2.根據權利要求I所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，其特征在于，所述的步驟(2)具體為通過兩個電感傳感器同時對標準輪轂和待測輪轂的磁導率進行信號變換，經差動放大電路比較后輸出待測輪轂對標準輪轂的磁導率相對偏離值，偏離值經檢波器與濾波器處理后變成直流信號，再經過A/D轉換器后輸出數字信號到微處理器進行運算處理；同時，采用四端法測量電阻，得到標準輪轂和待測輪轂的相對導電性能信號，經直流放大器放大后，由A/D轉換器輸出數字信號送微處理器運算處理；當電感傳感器輸送的數字信號和四端法測電阻得到的數字信號送達微處理器后，由微處理器進行運算，同時通過溫度傳感器得到環境溫度的溫度值對運算結果進行修正，得到精確的待測輪轂鐵素體含量值。
3.根據權利要求2所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，其特征在于，所述的微處理器收到四端法測電阻得到的數字信號時的處理方式具體為待測輪轂材質中的石墨形態為球形時，微處理器不對電感傳感器輸送的信號進行修正；待測輪轂材質中的石墨形態由球形向片狀變化時，微處理器對電感傳感器輸送的信號給出正的修正值。
4.根據權利要求2所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法，其特征在于，所述的微處理器收到溫度傳感器得到的待測輪轂的溫度值的數字信號時的處理方式具體為當環境溫度處在儀器標定溫度時，微處理器對電感傳感器輸送的信號不作修正；當環境溫度升高時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行正值修正；當環境溫度降低時，微處理器對電感傳感器輸送的信號進行負值修正。
5.一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，該檢測系統包括兩個電感傳感器(I)、四端法測電阻電路(2)、溫度傳感器(3)、A/D轉換器(4)、微處理器(5)和LCD顯示屏￠);所述的電感傳感器(I)分別設置在標準輪轂和待測輪轂上，所述的四端法測電阻電路(2)的輸入端通過兩組共四個探針分別連接標準輪轂和待測輪轂，所述的電感傳感器⑴的信號輸出端以及四端法測電阻電路⑵的輸出端分別與A/D轉換器(4)的連接，所述的A/D轉換器(4)依序與微處理器(5)和LCD顯示屏￠)電連接；所述的溫度傳感器(3)設置在微處理器(5)旁邊且與微處理器(5)電連接。
6.根據權利要求5所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，所述兩個電感傳感器(I)均為空心結構，兩個電感傳感器(I)分別套設在標準輪轂和待測輪轂的端頭上，兩個電感傳感器(I)均通過電路連接到信號調理電路(7)。
7.根據權利要求6所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，所述的信號調理電路(7)主要由正弦信號發生器(7a)、前置放大器(7b)、功率放大器(7c)和第一差動放大電路(7d)組成；所述的正弦信號發生器(7a)、前置放大器(7b)和功率放大器(7c)依序電路連接在兩個電感傳感器(I)的輸入端，所述的第一差動放大電路(7d)電路連接在兩個電感傳感器(I)的輸出端，所述的第一差動放大電路(7d)與A/D轉換器(4)電路連接；所述的第一差動放大電路(7d)由相互連接的運算放大器A7、運算放大器AS和運算放大器A9組成。
8.根據權利要求5所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，所述的電感傳感器(I)的信號輸出端與A/D轉換器(4)之間的電路上連接有檢波濾波電路⑶。
9.根據權利要求5所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，所述四端法測電阻電路(2)的輸出端與A/D轉換器(4)之間依序電路連接有第二差動放大電路(9)和二級運算放大器A4 ;所述的第二差動放大電路(9)由相互連接的運算放大器Al、運算放大器A2和運算放大器A3組成。
10.根據權利要求5所述的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測系統，其特征在于，所述的溫度傳感器(I)為數字式單總線輸出溫度傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法及檢測系統，屬于輪轂鐵素體含量檢測技術領域，其技術要點包括分別檢測標準輪轂和待測輪轂的磁導率得到的第一檢測信號發送給微處理器，同時，檢測待測輪轂的電阻得到第二檢測信號以及檢測環境溫度得到第三檢測信號，將第二檢測信號和第三檢測信號發送給微處理器；微處理器通過綜合處理上述三種檢測信號，得到待測輪轂鐵素體的含量值，其檢測系統包括兩個電感傳感器、四端法測電阻電路、溫度傳感器、A/D轉換器、微處理器和LCD顯示屏；本發明旨在提供一種針對具有鑄態表面的汽車輪轂件，在環境變化、材質中石墨形態變化時，對檢測鐵素體的電感傳感器的信號進行修正，從而實現對輪轂鐵素體含量的準確判定的汽車輪轂鐵素體含量的信號融合檢測方法及檢測系統；用于汽車輪轂鐵素體含量的檢測。
文檔編號G01N27/00GK102628820SQ20121008382
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者曾輝, 楊永華, 羅立浩, 黃懷忠 申請人:梅州五指石科技有限公司