金属管内涂层厚度测量系统的设计

　　在石油、化工、核工业、给排水等工程中，需铺设大量的管道，由于腐蚀严重，管道要作防腐处理，因此，必须对管道内壁防腐涂层进行检测.为此，研制了一种管内涂层测厚系统，采用8098单片机实施控制111，使仪器在管道内实现了管内壁防腐涂层的自动检测.

　　1测量系统的概况

　　管内涂层厚度测量系统是检测金属管道内壁表面的非金属防腐涂层的厚度值，其测量探头安装在管内运行自控车上.自控车由控制电机的正、反转来完成车体的前进与后退.车体的驱动轮架上装有霍耳件，驱动轮上装有一个小磁块，两者共同完成驱动轮转数的计数，从而确定检测步距及测量点位置.检测步距通过控制系统根据检测要求进行设定.工作时车体每经过一设定的步距进行一次测厚采样，测厚信号经单片机处理后，显示并打印，自动给出测量结果及测厚曲线等信息.

　　2测量系统的工作原理

　　测厚系统是应用磁阻法原理，对铁磁性基体表面非磁性涂层的厚度进行测量的，其测厚系统方框图如图1所示.

　　振荡器为涂层厚度传感器提供一个振幅和频率相当稳定的交流信号源.本设计振荡器的频率为135Hz，振幅为SV.该振荡器产生的交变信号加在传感器的输人端，这时在传感器的输出端感应出由于涂层厚度不同而不同的谐振电压，此电压经过峰值保持器被检出电压峰值并予以保持(此电压的大小由涂层厚度为最大极限值时的电压和涂层厚为a时的电压两部分组成)，以便与涂层厚为最大极限值时的电压峰值相减，其差值电压即为反映涂层厚度的实际值.将其差值电压予以放大，再送给8098单片机进行数据处理.

　　2.1振荡器

　　考虑到工作频率的稳定性，采用了双T选频网络振荡电路，如图2.它包括振荡环节和振荡放大环节，以便保证双T选频网络产生的振荡波的幅值能够符合其后续工作电路的要求.

　　2.2传感器

　　测量管内涂层实质是测量铁磁性基体表面的非磁性涂层厚度.根据这种特定条件，采用电感式磁性传感器作为涂层厚度的测量元件，其关系式为〔2)

　　由此关系式可以建立起非磁性材料涂层厚度与电感式磁性传感器输出信号电压之间的对应数学关系

　　2.3峰值保持器

　　正峰值保持电路采用反馈式峰值保持电路，如图3.

　　2.4放大器

　　为提高检测灵敏度，对膜厚小于等于50娜以及大于50拜m的膜厚检测范围采用了两种不同的放大倍率予以放大，其放大倍率的选择由单片机根据测得的信号电压的大小自动选取.

　　3信号检测及数据处理