專利名稱：一種智能化的超聲探傷儀適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種超聲無損檢測的裝置。
目前，在超聲無損檢測儀器中，已發(fā)展起許多種智能化探傷儀。這類儀器使探傷過程逐步定量化和規(guī)范化。但大量使用的現(xiàn)役探傷儀多是普通探傷儀，例如國產(chǎn)CTS系列探傷儀。這類普通探傷儀在測量中僅使用摸擬信號(hào)。儀器對(duì)超聲探頭接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，檢波后，利用示波管直接顯示在熒光屏上，供操作人員判讀。有些探傷儀還附有缺陷報(bào)警電路，可輸出1比特的報(bào)警信號(hào)。這類儀器已十分成熟。在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是在使用這類儀器時(shí)，操作人員的主觀因素影響較大。并且，不易保存檢測的原始數(shù)據(jù)。近年來發(fā)展起來的數(shù)字式超聲波探傷儀，又稱智能化探傷儀，克服了上述缺點(diǎn)。它們利用模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)(A/D)，和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)(D/A)，將已放大檢波了的模擬檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并利用一個(gè)微處理器，或稱單片機(jī)，進(jìn)行處理，應(yīng)用事先預(yù)置的程序，獲得檢測結(jié)果。這在相當(dāng)程度上減弱了檢測過程中人為因素的影響，提高了檢測精度，也便于檢測結(jié)果資料的保存。但是，這類儀器，在儀器面板設(shè)置，操作方法上與上述的傳統(tǒng)普通探傷儀差別較大，在使用上頗感不便。并且，由于價(jià)格與體積限制等因素，使用單片機(jī)處理信息，限制了儀器對(duì)數(shù)據(jù)處理和存貯的能力。
本發(fā)明目的在于提出了一種由邏輯控制電路、模擬信號(hào)調(diào)整電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和對(duì)計(jì)算機(jī)的輸入輸出接口電路所組成適配器。用它連接普通超聲探傷儀與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī))，使整個(gè)系統(tǒng)獲得智能化探傷功能。
在本發(fā)明中，對(duì)被檢測信號(hào)，采用記錄其峰值的方法，它可以與目前在超聲無損檢測中廣泛使用的A掃描、C掃描等檢測方法相適應(yīng)。因?yàn)樵谶@些方法中，也都是利用被檢測信號(hào)的峰值。其優(yōu)點(diǎn)還在于電路簡單，并可以應(yīng)用價(jià)格低廉的采樣頻率不大于500KHz的A/D轉(zhuǎn)換器。此外，由于只記錄被檢測信號(hào)的峰值，因此，數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)的記錄和處理都快，即檢測速度高。
同時(shí)，本發(fā)明對(duì)于邏輯時(shí)序控制，采用探傷儀的工作重復(fù)頻率信號(hào)作為同步信號(hào)。個(gè)人計(jì)算機(jī)以查詢方式探查同步信號(hào)，并協(xié)調(diào)和控制整個(gè)檢測系統(tǒng)的工作。由于采用了這種一一對(duì)應(yīng)的同步工作方式，確保了所記錄下的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的工作原理如下。對(duì)探傷儀，要求兩種信號(hào)。一種是探傷儀的檢測輸出高頻信號(hào)。另一種是探傷儀的工作重復(fù)頻率信號(hào)，或稱為同步信號(hào)。它們是適配器的輸入信號(hào)。
檢測輸出高頻信號(hào)是一種經(jīng)超聲換能器接收，探傷儀內(nèi)部的放大器放大后的輸出信號(hào)。該信號(hào)通常是送給探傷儀自身的顯示器或其它外接的顯示器顯示?，F(xiàn)在，除仍送原來的顯示器顯示外，還從探傷儀引出該信號(hào)并通過高頻插口(4)送入本適配器的檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢波電路(1a)，如

圖1和圖2所示。它經(jīng)過幅度調(diào)整(9)、(10)、(11)后經(jīng)峰值檢波(12)，電平調(diào)整電路(13)，連接口(5)，送入A/D變換電路(2)。按8比特量化，從I/O接口(3)送入個(gè)人計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)程序的控制下，峰值檢波和數(shù)據(jù)記錄均由同步信號(hào)在時(shí)序上協(xié)調(diào)。記錄下的數(shù)據(jù)一方面直接送個(gè)人計(jì)算機(jī)彩色顯示器屏幕上作準(zhǔn)實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)，也由計(jì)算機(jī)送外設(shè)，或作打印輸出，或記錄入磁盤?？捎捎脩糇孕芯幹栖浖?，對(duì)測試結(jié)果進(jìn)入深入的分析，實(shí)現(xiàn)缺陷的判別，缺陷位置，尺寸大小的確定，測試結(jié)果的保存等功能。
同步信號(hào)是探傷儀的工作重復(fù)頻率信號(hào)，用來同步本適配器的控制系統(tǒng)，探傷儀和個(gè)人計(jì)算機(jī)的工作。從探傷儀獲取同步信號(hào)的方式有兩種，用波段開關(guān)K3-K3′來切換。第一種方式適用于已具備同步輸出插口的探傷儀。這時(shí)可直接從其同步信號(hào)輸出插口獲取同步信號(hào)。但國產(chǎn)普通探傷儀一般都沒有同步信號(hào)輸出插口，然而必有超聲激勵(lì)脈沖輸出插口。對(duì)這類探傷儀可采用第二種方式，即用超聲探頭的激勵(lì)信號(hào)作為同步信號(hào)，利用一個(gè)三通接頭通過高頻插口(6)送入本發(fā)明的同步信號(hào)電路，如圖4所示。第二種方式是一種較常用的方式。
除上述兩種輸入信號(hào)外，本發(fā)明還可接受起動(dòng)信號(hào)或終止信號(hào)來控制整個(gè)檢測系統(tǒng)工作的開始和停止。這兩種信號(hào)專為C掃描探傷工作方式而設(shè)。在C掃描工作方式中，超聲探頭在空間掃查一個(gè)規(guī)定的面積，檢測到的數(shù)據(jù)必需與被檢測點(diǎn)的空間位置相對(duì)應(yīng)。因此，起動(dòng)信號(hào)和終止信號(hào)，實(shí)質(zhì)上是空間同步信號(hào)，而前述同步信號(hào)是時(shí)間同步信號(hào)。起動(dòng)信號(hào)和終止信號(hào)可用兩種方式輸入適配器。第一種是手動(dòng)方式，按動(dòng)開關(guān)K1給出起動(dòng)信號(hào)，按動(dòng)開關(guān)K2給出終止信號(hào);第二種是自動(dòng)方式，即采用程序命令個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)出。起動(dòng)、終止信號(hào)分別由S，R送入本發(fā)明的同步控制電路(1b)，如圖1所示。
在A掃描工作方式中，可以用也可以不用起動(dòng)和終止信號(hào)。但使用起動(dòng)信號(hào)和終止信號(hào)可以確保計(jì)算機(jī)和適配器的同步控制電路圖1(1b)處于正確的工作狀態(tài)。
本發(fā)明有三種輸出信號(hào)。一種是8比特?cái)?shù)字化被檢測信號(hào)。這在前面已提及;第二種是采樣數(shù)據(jù)有效信號(hào)。當(dāng)本發(fā)明完成一次A/D轉(zhuǎn)換后，發(fā)出該信號(hào)通知計(jì)算機(jī)讀數(shù)。如圖3(P)所示;第三種是數(shù)據(jù)記錄開始信號(hào)(Q)，只有在接收到該信號(hào)后，計(jì)算機(jī)才開始記錄數(shù)據(jù)。
各輸入信號(hào)，輸出信號(hào)間的關(guān)系以及計(jì)算機(jī)工作流程圖分別如圖8和圖9所示。
由于元器件及個(gè)人計(jì)算機(jī)工作速度的限制，本發(fā)明適用于換能器工作頻率可達(dá)到2千赫茲的情形。這已覆蓋了絕大多數(shù)普通探傷儀的工作范圍。而使用波形采集工作方式的智能探傷儀的工作重復(fù)頻率僅幾十赫茲。本發(fā)明工作頻率可高達(dá)2千赫茲，這就與它相比十分有利于提高探傷工作速度。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體技術(shù)方案在于采用叁塊集成電路插板和一些調(diào)節(jié)旋鈕組成。插板分為控制和信號(hào)插板(1)，個(gè)人計(jì)算機(jī)I/O插板(3)，高速模數(shù)轉(zhuǎn)換插板(2)。調(diào)節(jié)旋鈕包括外接同步信號(hào)輸入方式選擇(K3-K3′)閘門延遲(W8)閘門寬度調(diào)節(jié)(W9)、輸入衰減調(diào)節(jié)(W1)、輸出滿度校正(W4)、輸出零點(diǎn)調(diào)整(W3)等，如圖7所示。各插板需用+5v，+12v，-12v三種直流電源，為節(jié)省器件，均由微機(jī)電源供電。當(dāng)然，另配電源亦可。
控制和信號(hào)插板如圖1(1)所示，它由檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路(1a)，同步控制電路(1b)和閘門信號(hào)電路(1c)所組成。它們的具體電路分別如圖2、圖3和圖4所示。
其中，信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路(1a)是由限幅電路(9)，衰減電路(10)，放大電路(11)，高速峰值檢波電路(12)以及低頻放大電路(13)構(gòu)成。而高速峰值檢波電路(12)又是由調(diào)零電路(電阻W3，R18和R19)，調(diào)滿度電路W4，充電電路BG4，BG5放電電路，集成MOS跟隨器(IC01)和檢波保持電容C9所組成，其中電容C9的數(shù)值在10PF至1000pf之間;放電電路是由三極管BG6，單穩(wěn)態(tài)電路(IC06/1，2)和門電路(IC07/3)，(IC08/5)組成;集成MOS跟隨器(IC01)有10MΩ以上的高輸入阻抗，用以提高峰值檢波的精度。
同步控制電路(1b)是由啟動(dòng)，終止電路和峰值檢波充放電控制電路組成。其中，是由按鈕開關(guān)(K1，K2)，整形電路(IC03/1，2)，D觸發(fā)器(IC04/1，2)組成的起動(dòng)，終止電路，輸出控制信號(hào)(Q)。而按鈕開關(guān)(K1，K2)所產(chǎn)生的信號(hào)可以由其它外加的控制信號(hào)來代替。
同時(shí)，由雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC06/1，2)，門電路(IC07/2，3)，(IC08/5，6)模擬開關(guān)電路(IC05/1，2)組成峰值檢波充放電控制電路，它在探傷儀同步信號(hào)控制所產(chǎn)生的閘門信號(hào)(f)和由個(gè)人計(jì)算機(jī)所發(fā)出的起動(dòng)/終止控制信號(hào)(S)，(R)來控制峰值檢波充放電控制電路，使其輸出(P)，(C)控制信號(hào)。其中，在雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC06/1，2)中，改變電容C15和C16和調(diào)節(jié)電位器W5、W6可以使其時(shí)間調(diào)節(jié)范圍在10微秒-10毫秒之間。
閘門信號(hào)電路(1C)是由分壓電路(14)，波段開關(guān)(K3)，比較電路(15)和閘門電路(16)組成。其中可調(diào)時(shí)間的單穩(wěn)態(tài)電路是雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC10/1，2)，它的定時(shí)電阻由R51，W8，R52，和W9構(gòu)成;它的定時(shí)電容由C20和C21構(gòu)成，調(diào)節(jié)W8和W9和改變C20，C21可分別改變閘門延遲時(shí)間和閘門寬度，其調(diào)節(jié)范圍在0.1微秒至1毫秒之間。
同步控制電路(1b)及閘門信號(hào)電路(1C)在探傷儀同步信號(hào)和個(gè)人計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)控制下，控制峰值檢波器(12)的充放電和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)的工作，以及控制數(shù)據(jù)的傳輸，并由計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)配合外部起動(dòng)，關(guān)閉信號(hào)(K1，K2)控制適配器工作的開始或終止。
閘門信號(hào)電路(1C)由外接同步信號(hào)產(chǎn)生延遲和寬度可調(diào)的閘門信號(hào)(f)，如圖4所示。如前說明，本適配器有兩種方式從探傷儀獲取同步信號(hào)。通過波段開關(guān)K3-K3′來切換。當(dāng)探傷儀有同步輸出接口時(shí)，可將波段開關(guān)置于位置K30，并從探傷儀的同步輸出接口獲取同步信號(hào)。當(dāng)探傷儀沒有同步輸出接口時(shí)，波段開關(guān)置于位置K31，K32，K33，以適應(yīng)-50v至-500v的外控電壓范圍。此時(shí)，外控電壓利用探傷儀輸出的對(duì)超聲換能器作用的激勵(lì)脈沖電壓。該電壓峰值在-50v到-500v之間，視不同探傷儀而變化。這時(shí)，用三通接頭將換能器激勵(lì)脈沖電壓接入接口(6)，該電壓被送入分壓器(R34-R40)分壓。分壓后的外控電壓脈沖經(jīng)高輸入阻抗的MOS跟隨器(BG7)，再經(jīng)比較器(IC09)整形后，通過兩級(jí)單穩(wěn)器(IC10/1，2)產(chǎn)生閘門信號(hào)(f)。該閘門信號(hào)分作兩路，一路送入與門(IC07/2)，它在由控制信號(hào)電路產(chǎn)生的選通信號(hào)(g)的控制下，輸出選通門信號(hào)(h)，用于控制模擬開關(guān)(IC05/1，2);另一路經(jīng)跟隨器(LC11)后輸出到接口(8)，以便接示波器監(jiān)視閘門信號(hào)的位置和寬度。閘門的延遲和寬度通過調(diào)節(jié)電位器(W8，W9)來調(diào)節(jié)。R51，R52和C20，C21分別為定時(shí)電阻和定時(shí)電容。從比較器(IC09)輸出的脈沖信號(hào)，由高頻接口(7)輸出，作為本發(fā)明的同步輸出信號(hào)。
計(jì)算機(jī)以查詢方式檢查I/O接口(3)的數(shù)據(jù)線，即Q，P信號(hào)，并通過I/O接口的數(shù)據(jù)線發(fā)出控制信號(hào)R，S到D觸發(fā)器(IC04/1，2)。通過門電路(IC07/1，IC08/6)將選通線(g)置“0”，封鎖適配器的工作。按下按鈕開關(guān)K1后，給出起動(dòng)脈沖，經(jīng)(IC03/2)整形，送入與門電路(IC07/4)。在計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)R，S的控制下，將反饋信號(hào)Q置“0”。Q信號(hào)通過I/O接口(3)的數(shù)據(jù)線送入計(jì)算機(jī)。同時(shí)，將選通信號(hào)(g)置“1”，從而起動(dòng)適配器工作。按鈕開關(guān)K2與單穩(wěn)電路(IC03/1)用來產(chǎn)生終止信號(hào)，終止適配器的工作。定時(shí)電容C14，C13定時(shí)電阻R31，R30用來調(diào)整單穩(wěn)電路的時(shí)間常數(shù)，以消除按鈕開關(guān)K1K2所產(chǎn)生的振顫。
由按鈕開關(guān)K1，K2產(chǎn)生的起動(dòng)、終止信號(hào)亦可由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，并由I/O板(3)的數(shù)據(jù)線送入，用于自動(dòng)控制適配器工作。選通信號(hào)(g)與閘門信號(hào)(f)同時(shí)送入與門(IC07/2)，產(chǎn)生選通門信號(hào)(h)。(h)信號(hào)一方面在反相器(IC08/5)的作用下控制模擬開關(guān)(IC05/1，2);另一方面控制單穩(wěn)電路(IC06/1，2)和與門(IC07/3)產(chǎn)生放電脈沖d，e，以及A/D觸發(fā)脈沖P。高電平P起動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換板(2)工作，并通過I/O板(3)的數(shù)據(jù)線送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)在查詢到數(shù)據(jù)線上的P信號(hào)后，記錄A/D板(2)上已量化的被測信號(hào)，完成一次數(shù)據(jù)采集。
檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路圖1(1a)的電路圖如圖2所示。它是用于對(duì)被檢測信號(hào)的幅度大小的調(diào)整，并檢出其峰值。探傷儀輸出的射頻檢測信號(hào)經(jīng)接口(4)輸入本適配器后，經(jīng)限幅電路(9)、射極跟隨器(BG1)，衰減器(W1)后，送入寬頻帶放大器(11)，經(jīng)三極管BG2，BG3放大，輸出到(i)點(diǎn)。通過模擬開關(guān)(IC05/1，2)，其中應(yīng)用了反相器(IC08/5)保證兩個(gè)開關(guān)(IC05/1，IC05/2)工作狀態(tài)相反，選通的檢測信號(hào)由j輸出，送入峰值檢波器(12)檢出峰值，C9是檢波電容，其值在10PF-1000PF之間選擇，C9值的大小影響峰值檢波的速度和精度。跟隨器(IC01)可使采集到的信號(hào)長時(shí)間保持并提高峰檢的精度。從跟隨器(IC01)輸出的峰值電平經(jīng)滿度調(diào)整器(W4)后送入運(yùn)算放大器(IC02)放大到適合A/D轉(zhuǎn)換的電平，由接口(5)送入高速A/D轉(zhuǎn)換板(2)量化。A/D轉(zhuǎn)換板(2)是商品板，該板能在約2微秒時(shí)間內(nèi)完成量化，并將結(jié)果鎖存，在下一次涮新數(shù)據(jù)以前可一直保存數(shù)據(jù)。當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)通過I/O接口(3)以查詢方式檢查到同步采樣倍號(hào)(P)高位后，就從A/D板(2)上的鎖存器讀取數(shù)據(jù)。同步采樣信號(hào)(P)由控制電路中單穩(wěn)電路(IC06/1)輸出。計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，由放電信號(hào)d或e通過c送入峰值檢波電路放電開關(guān)(BG6)，將存貯電容C9清零，完成一次采集過程。對(duì)于C掃描檢測所采集的數(shù)據(jù)還可同時(shí)直接送入個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器緩沖區(qū)，將采集結(jié)果以圖形方式直接顯示出來。所采集的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)文件的形式保存于磁盤中，可供分析處理及以后隨時(shí)調(diào)用。放電信號(hào)e由單穩(wěn)電路(IC06/2)產(chǎn)生。放電信號(hào)d由單穩(wěn)電路(IC06/1)和兩輸入端與門(IC07/3)產(chǎn)生。放電信號(hào)d，e產(chǎn)生的時(shí)刻相同，并且均由同步信號(hào)(f)控制。但d，e的持續(xù)時(shí)間不同。d放電脈沖的持續(xù)時(shí)間由探傷儀重復(fù)頻率控制，適用于重復(fù)頻率較高的情況。e放電脈沖的持續(xù)時(shí)間由RC電路(R32，C15，W5)決定，適用于重復(fù)頻率較低的情況，其時(shí)間范圍為10μs-1ms。RC電路(R33，C16，W6)用來調(diào)整峰檢電壓的保存時(shí)間，以適應(yīng)不同時(shí)鐘頻率的各種個(gè)人計(jì)算機(jī)，其時(shí)間范圍為100μs-10ms。
由本發(fā)明所連接的普通探傷儀，在電路和結(jié)構(gòu)上均無需更動(dòng)。它一方面是利用了探傷儀機(jī)內(nèi)的高頻檢測信號(hào)接收放大電路，使本發(fā)明的電路簡單化;另一方面它又保留了被連接的探傷儀的所有功能和操作規(guī)程，使得操作人員易于接受和操作;在被連接的計(jì)算機(jī)方面，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)速度快，內(nèi)存大，外設(shè)全，擁有大量開發(fā)軟件以及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，使得本發(fā)明比使用單片機(jī)的一般智能探傷儀更加易于開發(fā)，以適應(yīng)不同的使用要求。
圖1為本發(fā)明的電路連接框圖。
圖2為本發(fā)明圖1(1a)的檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路原理圖。
圖3為本發(fā)明圖1(1b)的控制信號(hào)電路原理圖。
圖4為本發(fā)明圖1(1c)的閘門信號(hào)電路原理圖。
圖5和圖6是本發(fā)明的印刷電路板。
圖7是本發(fā)明的控制和輸出，輸入插口的面板示意圖。
圖8是本發(fā)明的各種信號(hào)的時(shí)間關(guān)系圖。
圖9是本發(fā)明的流程圖。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例在于在圖2所示的檢波信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路中，由Q9插座(4)，電阻R0為120Ω。D1、D2為1N4148二極管D3，D4為VD5.6V穩(wěn)壓管。電容C1，C2，C3，C7為1μF。電阻R1，R2，R3，R4，R5，R6分別為15KΩ，2MΩ，22KΩ，100Ω，10KΩ，10KΩ。調(diào)節(jié)電位器W1，W2為27KΩ，20KΩ。寬帶放大器(11)中三極管BG2，BG3為2N5551。電阻R7，R9，R10，R8，R11，R12，R13分別為15KΩ，1KΩ，5.1KΩ，4.3KΩ，51Ω，390Ω，2KΩ，R14，R15分別為1KΩ，390Ω。電容C4，C5為120PF，22μF。電容C6為1μF。調(diào)零電路中R18，R19，R20分別為560KΩ，1KΩ，30KΩ。調(diào)節(jié)電位器W3為500KΩ。輸入電阻R16，R17為100Ω，20Ω。三極管BG4為2N5551。峰值檢波器放電電路三極管BG5，BG6為HIT5609。電阻R21，R26，R27分別為56Ω，1KΩ，2KΩ。電容C8，C9分別為100μF，680PF。跟隨器IC01用LF310。滿度調(diào)整電路電阻R22為33KΩ。電位器W4為27KΩ。運(yùn)算放大器IC02由集成電路運(yùn)算放大器LM357構(gòu)成。電阻R24，R23，R25分別為6.2KΩ，13KΩ，5.1KΩ。電容C10為5PF。BG1為VN2406三極管。
控制信號(hào)電路，按圖3所示采用6塊集成電路組成它們分別為74LS74(IC04/1，2)，74LS221，(IC03/1，2)，74LS221(IC06/1，2)，四分之一74LS04(IC08/5，6)，74LS08(IC07/1，2，3，4)，LF13331(IC05/1，2)。定時(shí)電容C13，C14為120PF;定時(shí)電阻R30，R31分別為10KΩ;定時(shí)電容C15，C16為4700PF;2700PF;定時(shí)電阻R32，R33分別為2KΩ;調(diào)節(jié)電位器W5，W6分別為100KΩ，500KΩ。起動(dòng)、終止信號(hào)發(fā)生電路由按鍵開關(guān)K1，K2，電阻R28，R29(均為10KΩ)、電容C11，C12(均為0.1μF)所組成。
同步信號(hào)電路部分按圖4所示，由3塊集成電路組成;它們分別為LM311(IC09)，74Ls221(Ic10/1，2)，LF310(IC11)。電阻R34，R35分別為150Ω，360KΩ;R36，R37均為82KΩ;R40為39KΩ，R38，R39均為56KΩ，K3-K3′是2×4波段開關(guān)。(6)，(7)，(8)均為Q9插座。D7，D8D9，D10是1N4148開關(guān)二極管和VD5.6V穩(wěn)壓管對(duì)。耦合電容C17，C18，C19，均為1μF。電阻R41，R42，R43，R44分別為10KΩ，1.1MΩ，10KΩ，15KΩ。BG7是VN4012場效應(yīng)管。電阻R46，R45，R47，R48，R49，R50，分別為30KΩ，10KΩ，100KΩ，2KΩ，10KΩ，10KΩ。調(diào)節(jié)電阻W7為100KΩ。定時(shí)電容C20，C21為120PF。定時(shí)電阻R51，R52為2KΩ，調(diào)節(jié)電阻W8，W9分別為470KΩ，100KΩ。退耦電容C22為0.1μF。
高速模數(shù)轉(zhuǎn)換插板(2)配用市售8位A/D板，它與接口電路板I/O(3)用25芯扁線連接。本適配器實(shí)施例由微機(jī)的電源供電。
本發(fā)明實(shí)施例曾經(jīng)配用重復(fù)頻率為300Hz的CTS-4型超聲探傷儀及IBMPC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)，對(duì)C掃描超聲探傷取得了很好的效果，為拓展普通探傷儀的功能開辟了新的途徑。
權(quán)利要求
1.一種在超聲無損檢測中連接超聲探傷儀和個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的適配器，其特征在于它包含有模擬信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路(1a)，同步控制電路(1b)，閘門信號(hào)電路(1C)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)和個(gè)人計(jì)算機(jī)接口板(3)所組成，它將普通探傷儀已經(jīng)放大了的接收信號(hào)，在探傷儀自身同步信號(hào)與個(gè)人計(jì)算機(jī)的控制下，通過高頻插口(4)送入本適配器的檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路(1a)，它經(jīng)過幅度調(diào)整(9)、(10)、(11)后經(jīng)峰值檢波(12)，電平調(diào)整電路(13)，連接口(5)送入A/D變換器(2)按8比特量化，從輸入輸出接口板I/O(3)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，顯示和存貯。
2.按照權(quán)利要求1所說的適配器，其特征在于所說的信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路(1a)，它包括限幅電路(9)，衰減電路(10)，放大電路(11)，高速峰值檢波電路(12)和集成低頻放大電路(13)。
3.按照權(quán)利要求2所說的適配器，其特征在于所說的高速峰值檢波電(12)，是由調(diào)零電路(W3，R18，R19)，調(diào)滿度電路(W4)，充電電路BG4，BG5，放電電路，集成MOS跟隨器(IC01)和檢波保持電容C9所組成，電容C9為10PF-1000PF之間。
4.按照權(quán)利要求3所說的適配器，其特征在于所說的放電電路，是由三極管(BG6)，單穩(wěn)電路(IC06/1，2)和門電路(IC07/3，IC08/5)所組成。
5.按照權(quán)利要求3所說的適配器，其特征在于所說的集成MOS跟隨器(IC01)有10MΩ以上的高輸入阻抗，以提高峰值檢波的精度和增加信號(hào)的保持時(shí)間。
6.按照權(quán)利要求1所說的適配器，其特征在于所說的同步控制電路(1b)，是由起動(dòng)、終止電路和峰值檢波充放電控制電路所組成，所說的起動(dòng)、終止電路是由按鈕開關(guān)(K1，K2)，整形電路(IC03/1，2)，D觸發(fā)器(IC04/1，2)組成，其中按鈕開關(guān)(K1，K2)它所產(chǎn)生的信號(hào)，可以由其他外加的控制信號(hào)來替代，所說的峰值檢波充放電控制電路是由雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC06/1，2)，門電路(IC07/2，3)，(IC08/5，6)，模擬開關(guān)電路(IC05/1，2)所組成，其同步控制信號(hào)是來自由探傷儀同步信號(hào)控制所產(chǎn)生的閘門信號(hào)(f)和由個(gè)人計(jì)算機(jī)所發(fā)出的起動(dòng)/終止控制信號(hào)(S)，(R)，其輸出控制信號(hào)分別為(P)，(Q)。
7.按照權(quán)利要求7所說的適配器，共特征在于所說的雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC06/1，2)，它改變電容C15，C16和調(diào)節(jié)電位器W5，W6可以使其時(shí)間調(diào)節(jié)范圍在10微秒-10毫秒之間變動(dòng)。
8.按照權(quán)利要求1所說的適配器，其特征在于所說的閘門信號(hào)電路(1C)是由分壓電路(14)，波段開關(guān)(K3)，比較電路(15)和閘門電路(16)所組成。
9.按照權(quán)利要求1所說的適配器，其特征在于所說的閘門信號(hào)電路(1C)，其可調(diào)時(shí)間的單穩(wěn)態(tài)電路是雙單穩(wěn)態(tài)電路(IC10/1，2)，它的定時(shí)電阻由R51，W8，R52，和W9構(gòu)成，它的定時(shí)電容由C20和C21構(gòu)成，調(diào)節(jié)W8和W9可分別改變閘門延遲時(shí)間和閘門寬度，其調(diào)節(jié)范圍在0.1微秒-1毫秒之間。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種超聲無損檢測的裝置，其特征在于它在普通超聲探傷儀和個(gè)人計(jì)算機(jī)之間提供了一個(gè)簡單的適配器。它是由檢測信號(hào)調(diào)整和峰值檢測電路，閘門信號(hào)電路和控制信號(hào)電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換板以及接口板所組成，在計(jì)算機(jī)程序的控制下，將普通探傷儀的A掃描或C掃描信號(hào)轉(zhuǎn)換為8比特?cái)?shù)字信號(hào)送入個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和作進(jìn)一步處理，使普通探傷儀獲得智能探傷儀才能完成的功能。它既保留了被連接的普通探傷儀的所有功能和操作規(guī)程，又無需更動(dòng)普通探傷儀的電路和結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK1077797SQ9210253
公開日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月14日
發(fā)明者沈建中, 張吉民, 鄧京軍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所