一种钢管加工椭圆度检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及钢管加工设备技术领域，特别是涉及一种钢管加工椭圆度检测装置。


背景技术：

2.钢管标准中规定了圆度的允许指标,为此钢管生产企业有必要在钢管生产完成对钢管的椭圆度进行检测。现有的钢管椭圆度检测方式已实现了智能化检测，例如申请号为201811219145.5的发明专利公开了一种钢管加工椭圆度检测装置，该装置在钢管内壁上周向且均匀分布有多个压力感应器，钢管上端靠近其侧端外壁垂直切线位置设有激光发射器，激光发射器连接于摆动装置上，通过摆动装置带动激光发射器等角度摆动以找寻激光发射器其激光光路与钢管外壁的切点，并沿切点将所述激光发射器光路方向投射到位于激光发射器下端的光学传感器上，光学传感器将采集信号反馈给集成处理器，由集成处理器取最小投射位置并将其显示到集成终端显示器上。通过此装置进行钢管加工椭圆度检测，可随时采集钢管其外壁在不同区域内的椭圆度数值。在对激光发射器的信号采集过程中，光学传感器的设置会受到周围环境影响，外部光源干扰会对光电传感器的采集信号产生波动影响，且采集信号在处理过程中也会受到电气干扰，导致检测存在系统误差。
3.所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种钢管加工椭圆度检测装置。
5.其解决的技术方案是：一种钢管加工椭圆度检测装置，包括激光发射器、光学传感器、压力传感器和微处理器，所述光学传感器的采集信号通过信号调理模块处理后反馈至所述微处理器，所述信号调理模块包括信号快速增强单元和电气隔离单元，所述信号快速增强单元用于对光学传感器的采集信号进行快速放大处理，然后再送入所述电气隔离单元中进行隔离输出至所述微处理器中。
6.优选的，所述信号快速增强单元包括运放器ar1和组合放大器，运放器ar1的同相输入端通过电阻r1连接所述光学传感器的信号输出端，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r4与电容c1连接运放器ar1的输出端，所述组合放大器设置在运放器ar1的输出端与反相输入端之间。
7.优选的，所述组合放大器包括三极管vt1和vt2，三极管vt1的集电极连接电阻r2和电阻r3的一端，电阻r2的另一端连接运放器ar1的反相输入端，电阻r3的另一端连接三极管vt1的基极和稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极二基地，三极管vt1的发射极通过并联的电阻r5与电容c2连接三极管vt2的基极，三极管vt2的集电极连接运放器ar1的输出端。
8.优选的，所述电气隔离单元包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端通过电阻r6
连接三极管vt2的发射极，运放器ar2的反相输入端与输出端连接所述微处理器，并通过电容c3接地。
9.优选的，所述微处理器为单片机。
10.通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过对光学传感器的检测信号进行调理，消除外部环境对光学传感器采集信号产生的干扰，有效提升光路检测精度，提升钢管加工椭圆度检测的准确性。
附图说明
11.图1为本实用新型的系统模块图。
12.图2为本实用新型信号调理模块的电路原理图。
具体实施方式
13.有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
14.下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
15.如图1所示，一种钢管加工椭圆度检测装置，包括激光发射器、光学传感器、压力传感器和微处理器，光学传感器的采集信号通过信号调理模块处理后反馈至所述微处理器，所述信号调理模块包括信号快速增强单元和电气隔离单元，所述信号快速增强单元用于对光学传感器的采集信号进行快速放大处理，然后再送入所述电气隔离单元中进行隔离输出至所述微处理器中。
16.如图2所示，信号快速增强单元包括运放器ar1和组合放大器，运放器ar1的同相输入端通过电阻r1连接所述光学传感器的信号输出端，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r4与电容c1连接运放器ar1的输出端，所述组合放大器设置在运放器ar1的输出端与反相输入端之间。
17.其中，组合放大器包括三极管vt1和vt2，三极管vt1的集电极连接电阻r2和电阻r3的一端，电阻r2的另一端连接运放器ar1的反相输入端，电阻r3的另一端连接三极管vt1的基极和稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极二基地，三极管vt1的发射极通过并联的电阻r5与电容c2连接三极管vt2的基极，三极管vt2的集电极连接运放器ar1的输出端。
18.在信号快速增强单元的处理过程中，运放器ar1作为主放大器对光学传感器的采集信号进行同相放大，同时加入相位补偿来改善采集信号波形，防止接收过程出现信号失调现象；为了进一步提升信号处理效率，保证采集信号的稳定性和响应速度，在运放器ar1的负反馈端加入组合放大器，具体工作原理如下：首先，由三极管vt1、电阻r3与稳压二极管dz1构成的三极管稳压组件对放大信号起到稳幅作用，然后再经电阻r5与电容c2进行rc稳定后作用于三极管vt2，使三极管vt2的基极导通信号具有良好的自稳定性，三极管vt2作为跟随器对运放器ar1的输出端信号具有改善其幅值特性的作用，很好的保证了采集信号放大输出精度，避免因外部干扰对采集信号产生波动；进一步的，电气隔离单元中运放器ar2利用电压跟随器原理对采集信号进行隔离处理，消除电气干扰对采集信号产生的影响，降低系统误差，保证微处理器对采集信号的准确接收。
19.本实用新型微处理器采用单片机，通过单片机将光路检测数据与压力检测数据进行分析处理，从而获取钢管外壁不同区域内的椭圆度数据；本装置通过对光学传感器的检测信号进行调理，消除外部环境对光学传感器采集信号产生的干扰，有效提升光路检测精度，提升钢管加工椭圆度检测的准确性。
20.以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。


技术特征：
1.一种钢管加工椭圆度检测装置，包括激光发射器、光学传感器、压力传感器和微处理器，其特征在于：所述光学传感器的采集信号通过信号调理模块处理后反馈至所述微处理器，所述信号调理模块包括信号快速增强单元和电气隔离单元，所述信号快速增强单元用于对光学传感器的采集信号进行快速放大处理，然后再送入所述电气隔离单元中进行隔离输出至所述微处理器中。2.根据权利要求1所述一种钢管加工椭圆度检测装置，其特征在于：所述信号快速增强单元包括运放器ar1和组合放大器，运放器ar1的同相输入端通过电阻r1连接所述光学传感器的信号输出端，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r4与电容c1连接运放器ar1的输出端，所述组合放大器设置在运放器ar1的输出端与反相输入端之间。3.根据权利要求2所述一种钢管加工椭圆度检测装置，其特征在于：所述组合放大器包括三极管vt1和vt2，三极管vt1的集电极连接电阻r2和电阻r3的一端，电阻r2的另一端连接运放器ar1的反相输入端，电阻r3的另一端连接三极管vt1的基极和稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极二基地，三极管vt1的发射极通过并联的电阻r5与电容c2连接三极管vt2的基极，三极管vt2的集电极连接运放器ar1的输出端。4.根据权利要求3所述一种钢管加工椭圆度检测装置，其特征在于：所述电气隔离单元包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端通过电阻r6连接三极管vt2的发射极，运放器ar2的反相输入端与输出端连接所述微处理器，并通过电容c3接地。5.根据权利要求1所述一种钢管加工椭圆度检测装置，其特征在于：所述微处理器为单片机。

技术总结
本实用新型公开了一种钢管加工椭圆度检测装置，包括激光发射器、光学传感器、压力传感器和微处理器，所述光学传感器的采集信号通过信号调理模块处理后反馈至所述微处理器，所述信号调理模块包括信号快速增强单元和电气隔离单元，所述信号快速增强单元用于对光学传感器的采集信号进行快速放大处理，然后再送入所述电气隔离单元中进行隔离输出至所述微处理器中；本实用新型通过对光学传感器的检测信号进行调理，消除外部环境对光学传感器采集信号产生的干扰，有效提升光路检测精度，提升钢管加工椭圆度检测的准确性。加工椭圆度检测的准确性。加工椭圆度检测的准确性。


技术研发人员：邓丹丹 李升强
受保护的技术使用者：河南省良益机械制造有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/9/16