V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Динамично развивающиеся технологии в современном мире предъявляют свои требования к цифровым и аналоговым приборам и устройствам, использующимся в различных отраслях промышленности. Неразрушающий контроль – не исключение. Данная статья посвящена разработке универсального вихретокового прибора, а конкретнее – проблеме сопряжения прибора с персональным компьютером.

В настоящий момент вихретоковый метод неразрушающего контроля является одним из самых точных методов неразрушающего контроля и технической диагностики (НКТД), толщинометрии, дефектоскопии.

В зависимости от целей контроля используются различные вихретоковые приборы, каждый из которых является достаточно дорогостоящим приобретением. Для лабораторий неразрушающего контроля, а также предприятий, осуществляющих контроль на разных этапах производства, было бы более выгодно приобретение прибора, совмещающего несколько функций. То есть устройства, с помощью которого возможно выполнение контроля сразу несколькими методами.

Кроме того, различные типы контролируемых объектов также выдвигают требования к приборам НК. Перестройка дефектоскопа для проверки другого контролируемого объекта зачастую представляет собой достаточно долгий и трудоемкий процесс.

В связи с этим, возникает необходимость в разработке и создании универсального прибора, с помощью которого можно было бы контролировать различные объекты разными методами НК.

Данная работа имеет своей целью разработку вихретокового прибора для контроля толщины проводящих и непроводящих покрытий на ферромагнитной основе. Впоследствии прибор будет усовершенствован до дефектоскопа – то есть будет обладать возможностями для контроля поверхностных и подповерхностных дефектов в различных ферромагнитных материалах.

Особенностью и отличием данного прибора от уже существующих в том, что анализ, обработка и представление данных, полученных с объекта контроля, осуществляется на персональном компьютере. В качестве программного обеспечения была выбрана среда LabView.

В качестве прототипа был выбран Вихретоковый толщиномер ВТ-203.

Основными составными частями прибора являются:

• датчики магнитного поля

• основной блок

• программная среда LabView

Так как разработка данного прибора включает в себя очень широкий спектр задач, в этой работе я решила сосредоточить сове внимание на выборе и реализации интерфейса сопряжения вихретокового прибора с персональным компьютером.

В настоящее время практически уже полностью вышли из употребления не только LPT порты, которые были удобнее всего для организации канала компьютер – микроконтроллер, но даже уже и COM порты. Мир переходит на всевластие USB. Однако, USB-канал, это очень сложное высокотехнологичное устройство, имеющее сложный многоуровневый алгоритм работы. Кроме того, использование USB протокола в своих разработках требует лицензирования, что для самодеятельных конструкторов и мелких конструкторских фирм очень накладно.

Однако разработаны модели микроконтроллеров со встроенным каналом USB. Правда стоят они дорого. Гораздо более распространен второй вариант: микросхема - адаптер USB-COM. Многие современные микроконтроллеры содержат в себе встроенный универсальный последовательный канал, который легко можно настроить в режим, аналогичный RS232. А, как известно, именно этот протокол использует для передачи информации COM порт.

Способ связи ПК и микроконтроллера предлагает фирма FTDI Chip (Future Technology Devices International Ltd.). Это способ связи через так называемый адаптер USB-FIFO. Рассмотрим в качестве примера самую простую и самую популярную микросхему этой фирмы: FT245R.

В микросхеме FT245R в качестве устройства номер один используется USB интерфейс, подключенный к компьютеру, а в качестве устройства номер два микроконтроллер.

Типовая схема подключения микроконтроллера к компьютеру через USB интерфейс при помощи микросхемы FT245R приведена на рисунке 1 [3]:

Рис.1 Подключение микроконтроллера

В моей работе использован микроконтроллер Intel 8051, как один из имеющих наиболее простую архитектуру.

На данный момент составлена принципиальная схема подключения микроконтроллера к компьютеру через USB интерфейс при помощи микросхемы FT245R, которая была реализована на практике. Также написана программа, реализующая прием пакета данных и отправку этого же пакета обратно – то есть программа проверки работоспособности сконструированной схемы.

В дальнейшем планируется работа над основным блоком прибора, его структурой и составляющими частями, а также будет разработан логический блок и система управления вихретоковым прибором в программной среде LabView.

На мой взгляд, данная разработка имеет перспективы на рынке приборов неразрушающего контроля и вполне возможно станет одним из наиболее востребованных устройств для вихретокового метода контроля.

Литература:

1. NDT-GEO Неразрушающий контроль - Автолаборатории, поверка средств измерений и приборы неразрушающего контроля: твердомеры, толщиномеры, тепловизоры, дефектоскопы, расходомеры, рентгеновские аппараты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ndt-geo.ru, свободный. – Загл. с экрана.

2. Википедия – свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.Wikipedia.org, свободный. – Загл. с экрана.

3. Мир микроконтроллеров [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mirmk.net, свободный. – Загл. с экрана.

Код для цитирования: Скопировать