專利名稱：一種用于相控陣超聲換能器特性測量的信號切換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超聲無損檢測領域，特別涉及相控陣超聲換能器各陣元電阻抗、靈敏度、串擾以及時頻域的測量與校準，是一種用于相控陣超聲換能器特性測量的信號切換裝置。
背景技術：
單晶聚焦換能器不足之處就是一旦換能器參數(shù)確定，其聲束特性將不能改變，檢測時不能對焦點位置和焦柱大小進行動態(tài)控制，這將造成不同深度缺陷的檢測靈敏度差異，不能對工件內部做詳細的檢查，因此很難對缺陷進行定量評價。而超聲相控陣的聲束偏 轉和動態(tài)聚焦可以解決上述問題，超聲相控陣換能器是多個一定尺寸的超聲換能器陣元按照一定形狀排列而成的陣列式換能器，通過調整陣列換能器中各個陣元發(fā)射信號的波形、幅度、相位延遲，使得各陣元發(fā)射的聲波在傳播空間疊加合成，從而實現(xiàn)超聲波波束的聚焦、偏轉等效果，使得相控陣超聲換能器被越來越廣泛的應用于無損探傷領域。作為相控陣無損檢測技術的核心部件的相控陣超聲換能器的特性對于設計換能器以及對缺陷的定量評價都有著十分重要的意義。因此對相控陣超聲換能器各陣元特性的測量具有理論和應用價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于相控陣超聲換能器特性測量的信號切換裝置。該方法有效的實現(xiàn)了對相控陣超聲換能器各陣元的電阻抗、靈敏度、串擾以及時頻域的自動化測量。為達到上述目的，本發(fā)明的構思是通過開關量控制卡控制一個8X8的繼電器陣列來實現(xiàn)對64個相控陣超聲換能器陣元的選通。根據(jù)上述的發(fā)明構思，本發(fā)明的技術方案如下如圖1-3所示，通過開關量控制卡配合軟件來控制一個8X8的繼電器陣列，從而實現(xiàn)了對64陣元的相控陣超聲換能器各陣元的單獨控制。并設計了一組手動開關(如圖3的SLl SL8和SHl SH8)使得控制更加方便。圖2和圖3表示出了繼電器陣列對64陣元控制的原理圖。圖2為脈沖收發(fā)卡與相控陣超聲換能器間的連接示意圖，其中開關Kl K64為繼電器開關，通過圖3所示的8行8列繼電器(DLl DL8和DHl DH8)控制，即當DLi和DHj通電時，第i列和第j行交點處的線圈通電，對應的繼電器閉合，則該路導通，而繼電器DLl DL8和DHl DH8的線圈分別接在開關量控制卡的IDOl ID016 口，通過計算機進行控制。同時還配有手動開關SLl SL8和SHl SH8使得控制更加方便。綜以上所采取的技術方案，現(xiàn)實了本發(fā)明的目的。本發(fā)明的有益效果是不僅設計合理，簡單實用，而且具有操作方便，提高工作效率，節(jié)約檢測成本以及使用十分方便等特點。


圖I本發(fā)明信號切換裝置原理2本發(fā)明相控陣超聲換能器與脈沖收發(fā)卡間的連接示意3本發(fā)明8X8繼電器陣列原理圖在圖1-3中，I :工控機；2 :開關量控制卡；3 :手動開關；4 :8X8繼電器陣列；5 :相控陣超聲換能器；6 :信號轉換裝置；7 :脈沖收發(fā)卡。
具體實施方案
本發(fā)明的具體實施方案結合附圖詳述如下如圖I所示，是本發(fā)明信號切換裝置原理圖，其中包括了 工控機(I)、開關量控制 卡(2)、手動開關(3)、8X8繼電器陣列(4)、相控陣超聲換能器(5)、信號切換裝置(6)、脈沖收發(fā)卡(7)。在對相控陣超聲換能器(5)某一陣元進行測量時，先通過開關量控制卡(2)配合軟件選通該陣元，使得該陣元與脈沖收發(fā)卡連通，從而實現(xiàn)了對該陣元特性的測量。繼電器陣列⑷的實現(xiàn)原理，如圖2和圖3所示，64個繼電器組成了 8行和8列的矩陣，實現(xiàn)了對相控陣超聲換能器64個陣元的單獨控制。
權利要求
1.一種用于相控陣超聲換能器特性測量的信號切換裝置，其特征在于該信號切換裝置通過開關量控制卡(2)控制一個8X8的繼電器陣列(4)，從而實現(xiàn)了對64個相控陣超聲換能器陣元的單獨控制。同時還加上了手動開關(3)使得操控更加方便。
2.根據(jù)權利要求I所述的信號切換裝置，其特征在于設計了一個由8個行繼電器和8個列繼電器組成的矩陣控制器(4)，控制64個陣元信號的選通，從而實現(xiàn)了對單個陣元特性的自動化測量。
3.根據(jù)權利要求I所述的信號切換裝置，其特征在于利用了開關量控制卡(2)對繼電器陣列(4)進行控制，而非采用單片機尋址控制，使得控制更加簡潔方便。
4.根據(jù)權利要求I所述的信號切換裝置，其特征在于設計了手動開關(3)，從而使得陣元的選通即可以使用工控機(I)通過開關量控制卡(2)進行控制，也可以手動控制，從而使得操作更加方便。
5.根據(jù)權利要求I所述的信號切換裝置，其特征在于在測試相控陣超聲換能器(5)各陣元特性時，對外連接的輸入信號和輸出信號均由一個通路引出，從而消除了通路分散性誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于相控陣超聲換能器特性測量的信號切換裝置，解決了相控陣超聲換能器特性測量中對單個陣元特性測量的自動化問題，可實現(xiàn)通過軟件自動選擇某一個或幾個陣元進行特性測量。通過開關量控制卡控制一個8×8的繼電器陣列從而實現(xiàn)了對64個換能器陣元通斷控制。同時添加了手動開關，使得控制更加方便。本發(fā)明的最大特點時通過繼電器陣列，實現(xiàn)了對相控陣超聲換能器單個陣元的自動化測量。
文檔編號G01N29/30GK102854256SQ201210321388
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權日2012年9月3日
發(fā)明者肖定國, 徐春廣, 鄧明愷, 楊波, 王洪博, 王立久, 趙新玉, 潘勤學, 周世圓 申請人:北京理工大學