[发明专利]基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置及其检测方法

权利要求书

1.基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，其特征在于：包括传感器(12)和控制器；所述的传感器(12)包括检测模块、信号处理模块、电源模块和蓝牙模块，所述的检测模块由信号发生模块与电磁感应模块组成，其中，信号发生模块与电磁感应模块相连，检测模块与信号处理模块相连，信号处理模块与蓝牙模块相连，信号处理模块和蓝牙模块均分别通过电源模块供电，电源模块提供5V电源；所述的控制器包括ARM Cortex-M0+、通讯模块、报警模块、电源模块、蓝牙模块、按键和显示屏；其中通讯模块、报警模块、蓝牙模块、按键和显示屏均分别与ARM Cortex-M0+相连，ARM Cortex-M0+、显示器、报警模块和蓝牙模块均分别通过电源模块供电；所述的传感器(12)与控制器之间通过各自的蓝牙模块进行数据交流；所述的传感器(12)通过传感器支架(11)安装在钢帘线生产仪器(15)上，在传感器(12)的内部设有电磁感应模块(13)和电路板(14)，其中信号发生模块、信号处理模块、电源模块和蓝牙模块设置在电路板(14)上，电磁感应模块包括感应线圈L₁(18)和激励线圈L₂(19)，钢帘线(16)穿过传感器(12)进行在线检测。

2.根据权利要求1所述的基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，其特征在于：所述的信号发生模块包括555定时器、电阻R₁和R₂、感应线圈L₁(18)、电容C1和二极管D1；其中，555定时器的工作电压输入端接5V电源；GND端接地；放电端DISC与5V电源之间接一个二极管D1，并且放电端DISC与THR端之间接感应线圈L₁；TRIG端与THR端接在一起，并一同接到电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端通过串接电阻R₁之后接到5V电源上，其中电阻R₂为可调电阻；复位端RST接5V电源；控制端CVOLT串接一个电容C1之后接地；最后输出端OUT输出信号；其输出信号一方面传输至电磁感应模块的激励线圈L₂(19)，另一方面也作为信号发生模块和电磁感应模块形成的闭环结构检测模块的输出信号，输出到信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，其特征在于：所述的电磁感应模块包括骨架(17)、激励线圈L₂(19)和感应线圈L₁(18)；所述的激励线圈L₂(19)和感应线圈L₁(18)同轴且相邻，骨架(17)是内径为7mm的空心王字形尼龙圆柱；所述的感应线圈L₁(18)通过骨架(17)的一端支撑固定，且骨架(17)的该端是外径为10mm的空心圆柱；所述的激励线圈L₂(19)通过骨架(17)的中部和另一端支撑固定，且骨架(17)的中部和另一端是外径分别为18mm和10mm的空心锥形柱。

4.根据权利要求3所述的基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，其特征在于：所述的感应线圈L₁(18)和激励线圈L₂(19)在骨架(17)上由直径为0.2mm的漆包线分别沿同一方向绕制而成。

5.基于权利要求1～4中任意一项所述的电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤1)基于555定时器和感应线圈L₁18组成的无稳态多谐振荡器作为信号发生模块输出交变信号，激励线圈L₂(19)加载了信号发生模块输出的交变信号，被测物钢帘线(16)通过穿过激励线圈L₂(19)和感应线圈L₁(18)被检测；

步骤2)激励线圈L₂(19)通过被加载的交变信号建立交变磁场，交变磁场在穿过激励线圈L₂(19)内的钢帘线(16)中感生出涡流，涡流产生相应的感应磁场并影响激励线圈L₂(19)建立的原磁场，从而影响激励线圈L₂(19)以及处于两种磁场内的感应线圈L₁(18)的电感值；

步骤3)当钢帘线(16)无缺陷时，钢帘线(16)分布均匀，激励线圈L₂(19)和感应线圈L₁(18)的电感值保持稳定；当钢帘线(16)有缺陷时，激励线圈L₂(19)和感应线圈L₁(18)的电感值发生突变；通过555定时器的信号发生模块将感应线圈L₁(18)电感值的变化转换为检测模块输出信号频率的变化；

步骤4)将步骤3)中以频率的方式带有钢帘线缺陷信息的检测模块输出信号输出至信号处理模块进行信号预处理，对信号进行放大和滤波，滤除干扰噪声，进行A/D转换，处理之后的信号由蓝牙发送至控制器；

步骤5)当控制器中的ARM接收到检测信号之后，将信号的频率信息提取出来，查找信号频率变化的峰谷值，并计算信号频率的跳变量，当跳变量超过程序设定的阈值范围时，则认为是有钢帘线缺陷，阈值范围由实验确定，根据不同的钢帘线对均一度的要求，阈值各有不同，用于判断跳变是否为缺陷的阈值可通过按键和显示屏进行修改和调整。