专利名称：汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法及其检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法，更具体地说，尤其涉及一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法。本发明还涉及实现上述检测方法的检测系统。
背景技术：
轮毂是汽车的重要部件之一，要求具有极好的韧性和足够的强度，常常采用铁素体球墨铸铁材质进行生产。由于铸造的质量具有波动性的特点，导致轮毂材质中的铁素体含量不稳定。生产企业对于轮毂中的铁素体含量的传统检测方法采取抽样进行从每一批轮毂抽取几个，切割取样，然后进行金相观察和分析。该方法有两个弊端，一是属于破坏性检测，导致生产成本增加；二是不能实现百分之百检测，有漏检的现象存在。中国专利ZL86108323(公开号86108323 ;
公开日1987年06月24日)公开了一种“铸态球铁曲轴珠光体快速测定仪”，利用电磁感应原理，将铸件的磁导率转变为电信号，可达到快速、无损直接显示被检测件材质中珠光体含量的目的，但是该方法没有排除球墨铸铁件中石墨形态变异和环境温度变化对于检测信号的干扰。目前市场上的铁素体含量检测仪，采用笔试探头，用来检测焊接件的焊接部位的铁素体含量，对于检测部位的表面粗糙度有一定的要求，难以在表面粗糙的轮毂铸件上使用。上述两种检测装置均不能满足铸态汽车轮毂铁素体含量的快速检测。

发明内容
本发明的目的在于提供一种应用信号融合技术检测铸态汽车轮毂中的铁素体含量的方法，该方法可以针对具有铸态表面的汽车轮毂件，在环境变化、材质中石墨形态变化时，对检测铁素体的电感传感器的信号进行修正，从而实现对轮毂铁素体含量的准确判定。本发明的另一目的在于提供一种实现上述检测方法的检测系统。本发明的前一目的是这样实现的一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，其中该方法包括下述步骤(I)准备标准轮毂及待测轮毂各一个；(2)分别检测标准轮毂和待测轮毂的导磁率得到的第一检测信号发送给微处理器，同时，检测待测轮毂的电阻得到第二检测信号以及检测环境温度得到第三检测信号，将第二检测信号和第三检测信号发送给微处理器；微处理器通过综合处理上述三种检测信号，得到待测轮毂铁素体的含量值。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法中，所述的步骤(2)具体为通过两个电感传感器同时对标准轮毂和待测轮毂的导磁率进行信号变换，经差动放大电路比较后输出待测轮毂对标准轮毂的磁导率相对偏离值，偏离值经检波器与滤波器处理后变成直流信号，再经过A/D转换器后输出数字信号到微处理器进行运算处理；同时，采用四端法测量电阻，得到标准轮毂和待测轮毂的相对导电性能信号，经直流放大器放大后，由A/D转换器输出数字信号送微处理器运算处理；当电感传感器输送的数字信号和四端法测电阻得到的数字信号送达微处理器后，由微处理器进行运算，同时通过温度传感器得到环境温度、的温度值对运算结果进 行修正，得到精确的待测轮毂铁素体含量值。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法中，所述的微处理器收到四端法测电阻得到的数字信号时的处理方式具体为待测轮毂材质中的石墨形态为球形时，微处理器不对电感传感器输送的信号进行修正；待测轮毂材质中的石墨形态由球形向片状变化时，微处理器对电感传感器输送的信号给出正的修正值。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法中，所述的微处理器收到温度传感器得到的待测轮毂的温度值的数字信号时的处理方式具体为当环境温度处在仪器标定温度时，微处理器对电感传感器输送的信号不作修正；当环境温度升高时，微处理器对电感传感器输送的信号进行正值修正；当环境温度降低时，微处理器对电感传感器输送的信号进行负值修正。本发明的后一目的是这样实现的一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其中该检测系统包括两个电感传感器、四端法测电阻电路、温度传感器、A/D转换器、微处理器和LCD显示屏；所述的电感传感器分别设置在标准轮毂和待测轮毂上，所述的四端法测电阻电路的输入端通过两组共四个探针分别连接标准轮毂和待测轮毂，所述的电感传感器的信号输出端以及四端法测电阻电路的输出端分别与A/D转换器的连接，所述的A/D转换器依序与微处理器和LCD显示屏电连接；所述的温度传感器设置在微处理器旁边且与微处理器电连接。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统中，所述两个电感传感器均为空心结构，两个电感传感器分别套设在标准轮毂和待测轮毂的端头上，两个电感传感器均电路连接信号调理电路。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统中，所述的信号调理电路主要由正弦信号发生器、前置放大器、功率放大器和第一差动放大电路组成；所述的正弦信号发生器、前置放大器和功率放大器依序电路连接在两个电感传感器的输入端，所述的第一差动放大电路电路连接在两个电感传感器的输出端，所述的第一差动放大电路与A/D转换器电路连接；所述的第一差动放大电路由相互连接的运算放大器A7、运算放大器AS和运算放大器A9组成。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统中，所述的电感传感器的信号输出端与A/D转换器之间的电路上连接有检波滤波电路。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统中，所述四端法测电阻电路的输出端与A/D转换器之间依序电路连接有第二差动放大电路和二级运算放大器A4 ;所述的第二差动放大电路由相互连接的运算放大器Al、运算放大器A2和运算放大器A3组成。上述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统中，所述的温度传感器为数字式单总线输出温度传感器。本发明采用上述方法及系统后，通过检测汽车轮毂由石墨形态由球状向片状变化时电阻的变化以及环境温度变化，用于修正电感传感器检测到的铁素体含量的信号，从而实现对轮毂铁素体含量的准确判定；同时，为了提高信号的精准性，采用四端法测电阻电路来检测采集信号，四端法测电阻的优点是可以消除夹持触点与轮毂法兰盘的接触电阻对信号的影响，因为夹头与标准汽车轮毂之间存在接触电阻，夹头与待测汽车轮毂之间也存在接触电阻，而标准汽车轮毂和待测汽车轮毂连接在相邻的电路中，四端法测电阻电路可以将相邻两个电路上的接触电阻对输出信号的影响抵消，从而达到检测信号的精准。


下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。图I是本发明系统的结构方框图；图2是本发明电感传感器与信号调理电路的电路原理图；图3是本发明四端法测电阻电路的电路原理图。图中电感传感器I、四端法测电阻电路2、温度传感器3、A/D转换器4、微处理器5、IXD显示屏6、信号调理电路7、正弦信号发生器7a、前置放大器7b、功率放大器7c、第一差动放大电路7d、检波滤波电路8、第二差动放大电路9。
具体实施例方式参阅图I至图3所示，本发明的一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，该检测系统包括两个电感传感器I、四端法测电阻电路2、温度传感器3、A/D转换器4、微处理器5和IXD显示屏6 ;所述的电感传感器I分别设置在标准轮毂和待测轮毂上，所述的四端法测电阻电路2的输入端通过两组共四个探针分别连接标准轮毂和待测轮毂，所述的电感传感器I的信号输出端以及四端法测电阻电路2的输出端分别与A/D转换器4的连接，在电感传感器I的信号输出端与A/D转换器4之间的电路上连接有检波滤波电路8 ;所述的A/D转换器4依序与微处理器5和LCD显示屏6电连接；所述的温度传感器3设置在微处理器5旁边且与微处理器5电连接。本实施例中，所述两个电感传感器I均为空心结构，两个电感传感器I分别套设在标准轮毂和待测轮毂的端头上，两个电感传感器I均电路连接信号调理电路7，信号调理电路7主要由正弦信号发生器7a、前置放大器7b、功率放大器7c和第一差动放大电路7d组成；所述的正弦信号发生器7a、前置放大器7b和功率放大器7c依序电路连接在两个电感传感器I的输入端，所述的第一差动放大电路7d电路连接在两个电感传感器I的输出端，所述的第一差动放大电路7d与A/D转换器4电路连接；所述的第一差动放大电路7d由相互连接的运算放大器A7、运算放大器AS和运算放大器A9组成。同时，在四端法测电阻电路2的输出端与A/D转换器4之间依序电路连接有第二差动放大电路9和二级运算放大器A4 ;所述的第二差动放大电路9由相互连接的运算放大器Al、运算放大器A2和运算放大器A3组成。所述的温度传感器I为数字式单总线输出温度传感器。工作时，由正弦信号发生器7a产生较弱交流正弦信号经前置放大器7b和功率放大器7c后在两个电感传感器I的LI和L3上产生激励信号，信号通过标准轮毂和待测轮毂后分别由两个电感传感器I上的L2和L4感应得到交流电信号，两个交流电信号再经运算放大器A7、运算放大器AS和运算放大器A9组成的第一差动放大电路7d后得到待测轮毂相对标准轮毂的偏离值，此偏离值仍为交流电信号，经检波滤波电路8作用后得到了直流偏离信号，再经A/D转换器4转换后送至 微处理器5处理。同时，四端法测电阻电路2采用两组四个探针分别对标准轮毂和待测轮毂进行接入，形成四端法电阻测试电桥，电桥由恒流源供电，如果待测轮毂与标准轮毂电阻值，即导电率有偏离，则电桥输出正偏离值，经由运算放大器Al、运算放大器A2和运算放大器A3组成的第二差动放大电路9和二级运算放大器A4对信号进行放大后，采用14bit的A/D转换器4输出数字信号至微处理器5进行运算，对电感传感器I的信号进行修正处理。
为了消除温度环境对汽车轮毂产生热胀冷缩变化的影响，采用了数字式单总线输出温度传感器对环境温度进行测量，测量得到的数字信号同样送微处理器5进行运算，对电感传感器I的信号进行修正处理。本发明的一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，该方法包括下述步骤
(I)准备标准轮毂及待测轮毂各一个；(2)分别检测标准轮毂和待测轮毂的导磁率得到的第一检测信号发送给微处理器，同时，检测待测轮毂的电阻得到第二检测信号以及检测环境温度得到第三检测信号，将第二检测信号和第三检测信号发送给微处理器；微处理器通过综合处理上述三种检测信号，得到待测轮毂铁素体的含量值。本实施例中，步骤(2)具体为通过两个电感传感器同时对标准轮毂和待测轮毂的导磁率进行信号变换，经差动放大电路比较后输出待测轮毂对标准轮毂的导磁率相对偏离值，偏离值经检波器与滤波器处理后变成直流信号，再经过A/D转换器后输出数字信号到微处理器进行运算处理；同时，采用四端法测量电阻，得到标准轮毂和待测轮毂的相对导电性能信号，经直流放大器放大后，由A/D转换器输出数字信号送微处理器运算处理；当电感传感器输送的数字信号和四端法测电阻得到的数字信号送达微处理器后，由微处理器进行运算，同时通过温度传感器得到环境温度的温度值对运算结果进行修正，得到精确的待测轮毂铁素体含量值。同时，微处理器收到四端法测电阻得到的数字信号时的处理方式具体为待测轮毂材质中的石墨形态为球形时，微处理器不对电感传感器输送的信号进行修正；待测轮毂材质中的石墨形态由球形向片状变化时，微处理器对电感传感器输送的信号给出正的修正值。微处理器收到温度传感器得到的待测轮毂的温度值的数字信号时的处理方式具体为当环境温度处在仪器标定温度时，微处理器对电感传感器输送的信号不作修正；当环境温度升高时，微处理器对电感传感器输送的信号进行正值修正；当环境温度降低时，微处理器对电感传感器输送的信号进行负值修正。
权利要求
1.一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，其特征在于，该方法包括下述步骤(I)准备标准轮毂及待测轮毂各一个；(2)分别检测标准轮毂和待测轮毂的磁导率得到的第一检测信号发送给微处理器，同时，检测待测轮毂的电阻得到第二检测信号以及检测环境温度得到第三检测信号，将第二检测信号和第三检测信号发送给微处理器；微处理器通过综合处理上述三种检测信号，得到待测轮毂铁素体的含量值。
2.根据权利要求I所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为通过两个电感传感器同时对标准轮毂和待测轮毂的磁导率进行信号变换，经差动放大电路比较后输出待测轮毂对标准轮毂的磁导率相对偏离值，偏离值经检波器与滤波器处理后变成直流信号，再经过A/D转换器后输出数字信号到微处理器进行运算处理；同时，采用四端法测量电阻，得到标准轮毂和待测轮毂的相对导电性能信号，经直流放大器放大后，由A/D转换器输出数字信号送微处理器运算处理；当电感传感器输送的数字信号和四端法测电阻得到的数字信号送达微处理器后，由微处理器进行运算，同时通过温度传感器得到环境温度的温度值对运算结果进行修正，得到精确的待测轮毂铁素体含量值。
3.根据权利要求2所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，其特征在于，所述的微处理器收到四端法测电阻得到的数字信号时的处理方式具体为待测轮毂材质中的石墨形态为球形时，微处理器不对电感传感器输送的信号进行修正；待测轮毂材质中的石墨形态由球形向片状变化时，微处理器对电感传感器输送的信号给出正的修正值。
4.根据权利要求2所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法，其特征在于，所述的微处理器收到温度传感器得到的待测轮毂的温度值的数字信号时的处理方式具体为当环境温度处在仪器标定温度时，微处理器对电感传感器输送的信号不作修正；当环境温度升高时，微处理器对电感传感器输送的信号进行正值修正；当环境温度降低时，微处理器对电感传感器输送的信号进行负值修正。
5.一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，该检测系统包括两个电感传感器(I)、四端法测电阻电路(2)、温度传感器(3)、A/D转换器(4)、微处理器(5)和LCD显示屏￠);所述的电感传感器(I)分别设置在标准轮毂和待测轮毂上，所述的四端法测电阻电路(2)的输入端通过两组共四个探针分别连接标准轮毂和待测轮毂，所述的电感传感器⑴的信号输出端以及四端法测电阻电路⑵的输出端分别与A/D转换器(4)的连接，所述的A/D转换器(4)依序与微处理器(5)和LCD显示屏￠)电连接；所述的温度传感器(3)设置在微处理器(5)旁边且与微处理器(5)电连接。
6.根据权利要求5所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，所述两个电感传感器(I)均为空心结构，两个电感传感器(I)分别套设在标准轮毂和待测轮毂的端头上，两个电感传感器(I)均通过电路连接到信号调理电路(7)。
7.根据权利要求6所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，所述的信号调理电路(7)主要由正弦信号发生器(7a)、前置放大器(7b)、功率放大器(7c)和第一差动放大电路(7d)组成；所述的正弦信号发生器(7a)、前置放大器(7b)和功率放大器(7c)依序电路连接在两个电感传感器(I)的输入端，所述的第一差动放大电路(7d)电路连接在两个电感传感器(I)的输出端，所述的第一差动放大电路(7d)与A/D转换器(4)电路连接；所述的第一差动放大电路(7d)由相互连接的运算放大器A7、运算放大器AS和运算放大器A9组成。
8.根据权利要求5所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，所述的电感传感器(I)的信号输出端与A/D转换器(4)之间的电路上连接有检波滤波电路⑶。
9.根据权利要求5所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，所述四端法测电阻电路(2)的输出端与A/D转换器(4)之间依序电路连接有第二差动放大电路(9)和二级运算放大器A4 ;所述的第二差动放大电路(9)由相互连接的运算放大器Al、运算放大器A2和运算放大器A3组成。
10.根据权利要求5所述的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测系统，其特征在于，所述的温度传感器(I)为数字式单总线输出温度传感器。
全文摘要
本发明公开了一种汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法及检测系统，属于轮毂铁素体含量检测技术领域，其技术要点包括分别检测标准轮毂和待测轮毂的磁导率得到的第一检测信号发送给微处理器，同时，检测待测轮毂的电阻得到第二检测信号以及检测环境温度得到第三检测信号，将第二检测信号和第三检测信号发送给微处理器；微处理器通过综合处理上述三种检测信号，得到待测轮毂铁素体的含量值，其检测系统包括两个电感传感器、四端法测电阻电路、温度传感器、A/D转换器、微处理器和LCD显示屏；本发明旨在提供一种针对具有铸态表面的汽车轮毂件，在环境变化、材质中石墨形态变化时，对检测铁素体的电感传感器的信号进行修正，从而实现对轮毂铁素体含量的准确判定的汽车轮毂铁素体含量的信号融合检测方法及检测系统；用于汽车轮毂铁素体含量的检测。
文档编号G01N27/00GK102628820SQ20121008382
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者曾辉, 杨永华, 罗立浩, 黄怀忠 申请人:梅州五指石科技有限公司