一種超聲探傷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超聲探傷裝置，包括控制器、限幅電路、脈沖激勵源、單刀雙擲開關(guān)、換能器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換器；通過單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行反射法和透射法的切換，其中脈沖激勵源產(chǎn)生高壓脈沖信號，激發(fā)換能器產(chǎn)生超聲波；限幅電路在反射法時，限制脈沖信號通往程控放大器的信號幅度，起到保護(hù)作用；控制器用于調(diào)整控制程控放大器來調(diào)節(jié)接收信號的幅度、協(xié)調(diào)脈沖激勵源和AD轉(zhuǎn)換器達(dá)到同步采集并且和顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。集反射法和透射法為一體，用于混凝土橋墩、大壩等物體的超聲探傷，可填補(bǔ)市場空白，滿足用戶的需要，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】 一種超聲探傷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種集反射法和透射法為一體的超聲探傷裝置，屬于超聲探傷及嵌入式【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲探傷憑借設(shè)備輕便、成本低、檢測效率高以及對人體無害的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于無損檢測領(lǐng)域。但是現(xiàn)在市場上的超聲探傷設(shè)備普遍存在價格昂貴、操作繁瑣的缺點(diǎn)，而且目前市場上的超聲探傷設(shè)備采用的探傷方式較為單一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種超聲探傷裝置，該超聲探傷裝置可以用于超聲波的反射法和透射法探傷，并且集超聲波的觸發(fā)和采集為一體，通過控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)同步探傷，數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)脚c之相連接的PC機(jī)中。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種超聲探傷裝置，其特征在于:包括控制器、限幅電路、脈沖激勵源、單刀雙擲開關(guān)、換能器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換器；所述脈沖激勵源、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換器均與控制器連接；
[0006]單刀雙擲開關(guān)，分別與脈沖激勵源、限幅電路和換能器連接，用于“反射法”和“透射法”兩種探傷模式的切換；
[0007]脈沖激勵源，與換能器連接，用于產(chǎn)生高壓脈沖激勵換能器；
[0008]換能器，用于超聲波信號和電信號的相互轉(zhuǎn)換；
[0009]限幅電路與程控放大器連接，用于在“反射法”探傷模式時，限制脈沖激勵源到程控放大器的電壓幅度，起到保護(hù)程控放大器的作用；
[0010]程控放大器，用于放大模擬的電信號；
[0011]AD轉(zhuǎn)換器的輸入端與程控放大器的輸出端連接，用于將模擬的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;
[0012]控制器，用于調(diào)整控制程控放大器來調(diào)節(jié)接收信號的幅度、協(xié)調(diào)脈沖激勵源和AD轉(zhuǎn)換器達(dá)到同步采集并且和顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0013]還可以包括顯示器，顯示器與控制器連接，用于將超聲波信號成像。
[0014]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述單刀雙擲開關(guān)為可耐受300V以上電壓的功率開關(guān)。
[0015]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:單刀雙擲開關(guān)的三個端子分別連接限幅電路和兩個換能器的探頭。
[0016]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述脈沖激勵源采用開關(guān)管控制電容的充電和放電，并通過脈沖變壓器進(jìn)行隔離，傳遞能量。
[0017]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述限幅電路采用兩個二極管并聯(lián)雙向限制輸入電壓的幅度。
[0018]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述程控放大器為電壓跟隨器和可編程的放大器相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)。
[0019]所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述控制器選用STM32，AD轉(zhuǎn)換器采用控制器內(nèi)部集成的AD，程控放大器選用PGA113。
[0020]所述控制器自動協(xié)調(diào)脈沖激勵源和AD轉(zhuǎn)換器，每發(fā)射一次高壓脈沖對應(yīng)一次采集，且采集的時間與高壓脈沖的發(fā)生時間對齊。
[0021]有益效果:本實(shí)用新型提供的一種超聲探傷裝置，集反射法和透射法為一體，采用單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行狀態(tài)切換，可以在超聲探傷工程中常用的透射和反射兩種方法之間進(jìn)行切換，并且通過限幅電路對程控放大器進(jìn)行保護(hù)，可填補(bǔ)市場空白，滿足用戶的需要，具有廣闊的應(yīng)用前景；成本較低，使用此裝置對混凝土結(jié)構(gòu)的橋墩模型進(jìn)行探傷，能得到有效的數(shù)據(jù)，為該結(jié)構(gòu)下超聲探傷設(shè)備提供了新思路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型中脈沖激勵源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型中限幅電路的電路圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型的程控放大器的電路圖；
[0026]圖中:控制器1，限幅電路2，脈沖激勵源3，單刀雙擲開關(guān)4，換能器5、6，程控放大器7, AD轉(zhuǎn)換器8,顯不器9。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0028]如圖1所示，一種超聲探傷裝置，包括控制器1、限幅電路2、脈沖激勵源3、單刀雙擲開關(guān)4、換能器5、6、程控放大器7、AD轉(zhuǎn)換器8和顯示器9 ;所述脈沖激勵源3、程控放大器7、AD轉(zhuǎn)換器8和顯示器9均與控制器I連接；
[0029]單刀雙擲開關(guān)4，分別與脈沖激勵源3、限幅電路2和換能器6連接，用于“反射法”和“透射法”兩種探傷模式的切換；
[0030]脈沖激勵源3，與換能器5連接，用于產(chǎn)生高壓脈沖激勵換能器；
[0031]換能器5,用于超聲波信號和電信號的相互轉(zhuǎn)換；
[0032]限幅電路2與程控放大器7連接，用于在“反射法”探傷模式時，限制脈沖激勵源到程控放大器的電壓幅度，起到保護(hù)程控放大器的作用；
[0033]程控放大器7,用于放大模擬的電信號；
[0034]AD轉(zhuǎn)換器的輸入端與程控放大器的輸出端連接，用于將模擬的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;
[0035]控制器1，用于調(diào)整控制程控放大器來調(diào)節(jié)接收信號的幅度、協(xié)調(diào)脈沖激勵源和AD轉(zhuǎn)換器達(dá)到同步采集并且和顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；
[0036]顯示器9，用于將超聲波信號成像。
[0037]本實(shí)用新型中，控制器I與脈沖激勵源3連接用于控制激勵源脈沖的發(fā)射頻率和脈沖寬度，控制器I與程控放大器7連接用于控制放大電路的增益，脈沖變壓器3與換能器5連接，用于激發(fā)超聲波信號，單刀雙擲開關(guān)4與脈沖激勵源3、限幅電路2和換能器6連接，用于切換“反射法”和“透射法”兩種探傷模式，限幅電路2與程控放大器7連接，用于系統(tǒng)工作在“反射法”探傷模式時，保護(hù)程控放大器7，程控放大器7與AD轉(zhuǎn)換器8連接，AD轉(zhuǎn)換器8與控制器1，控制器I與顯示器9連接，用于將模擬的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送到顯示器中。
[0038]本實(shí)用新型的工作過程如下:通過控制器I控制脈沖激勵源產(chǎn)生大功率脈沖信號，通過換能器5將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成超聲波信號，并在待測物體中傳輸，當(dāng)工作在“反射法”模式下，則單刀雙擲開關(guān)4打到s端，此時通過換能器5將缺陷反射回來的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號；當(dāng)工作在“透射法”模式下，則單刀雙擲開關(guān)4打到d端，此時通過換能器6將透射過缺陷的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號，通過限幅電路2限制通往程控放大器7的信號的電壓幅度，以防止工作在“反射法”模式下，脈沖激勵源3的電壓過高對程控放大器7造成破壞，程控放大器5放大接收到的電信號并送往AD轉(zhuǎn)換器8，AD轉(zhuǎn)換器8將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，并通過控制器I傳輸?shù)斤@示器9中。
[0039]本實(shí)施例中控制器選用STM32，AD轉(zhuǎn)換器采用控制器內(nèi)部集成的AD。
[0040]如圖2所示為脈沖激勵源的結(jié)構(gòu)示意圖，控制器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)過功率放大器連接開關(guān)管Pl，并以此控制開關(guān)管Pl的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)開關(guān)管Pl關(guān)斷時直流電源power經(jīng)過功率電阻Rl向電容Cl充電，脈沖變壓器BI無電流流過，當(dāng)開關(guān)管Pl導(dǎo)通時電容Cl與脈沖變壓器BI形成回路，電能瞬間釋放，產(chǎn)生高功率的脈沖信號。本實(shí)施例中，開關(guān)管的型號為IRFP460，直流電源power選用5V電源。
[0041 ] 如圖3所示為限幅電路的示意圖，使用二極管Dl、D2進(jìn)行限幅，通過設(shè)定EI和E2，來調(diào)整被限制電壓的范圍，此電路的限制電壓為-E2 — E1。
[0042]如圖4所示為程控放大器的電路圖，使用電阻R5和R7進(jìn)行分壓形成虛地，并通過運(yùn)放U2進(jìn)行跟隨，以減小輸出阻抗，先使用運(yùn)放Ul進(jìn)行電壓跟隨，以最大程度的獲取輸入信號，然后通過程控放大器U3控制電路的增益。本實(shí)施例中程控放大器的型號選用PGAl13。
[0043]本實(shí)用新型集成“透射法”和“反射法”探傷模式為一體是其一大創(chuàng)新點(diǎn)，【具體實(shí)施方式】是通過一單刀雙擲開關(guān)在兩個換能器之間進(jìn)行切換，并且通過限幅電路對程控放大器進(jìn)行保護(hù)。
[0044]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲探傷裝置，其特征在于:包括控制器、限幅電路、脈沖激勵源、單刀雙擲開關(guān)、換能器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換器；所述脈沖激勵源、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換器均與控制器連接; 單刀雙擲開關(guān)，分別與脈沖激勵源、限幅電路和換能器連接，用于“反射法”和“透射法”兩種探傷模式的切換； 脈沖激勵源，與換能器連接，用于產(chǎn)生高壓脈沖激勵換能器； 換能器，用于超聲波信號和電信號的相互轉(zhuǎn)換； 限幅電路與程控放大器連接，用于在“反射法”探傷模式時，限制脈沖激勵源到程控放大器的電壓幅度，起到保護(hù)程控放大器的作用； 程控放大器，用于放大模擬的電信號； AD轉(zhuǎn)換器的輸入端與程控放大器的輸出端連接，用于將模擬的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號; 控制器，用于調(diào)整控制程控放大器來調(diào)節(jié)接收信號的幅度、協(xié)調(diào)脈沖激勵源和AD轉(zhuǎn)換器達(dá)到同步采集并且和顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述單刀雙擲開關(guān)為可耐受300V以上電壓的功率開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:單刀雙擲開關(guān)的三個端子分別連接限幅電路和兩個換能器的探頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述脈沖激勵源采用開關(guān)管控制電容的充電和放電，并通過脈沖變壓器進(jìn)行隔離，傳遞能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述限幅電路采用兩個二極管并聯(lián)雙向限制輸入電壓的幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述程控放大器為電壓跟隨器和可編程的放大器相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:所述控制器選用STM32，AD轉(zhuǎn)換器采用控制器內(nèi)部集成的AD，程控放大器選用PGA113。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種超聲探傷裝置，其特征在于:還包括顯示器，顯示器與控制器連接，用于將超聲波信號成像。
【文檔編號】G01N29/00GK204116282SQ201420651671
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】謝友鵬, 韓慶邦, 鮑娜, 殷澄, 朱昌平 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)