CN107064306A - 一种超声波全息探测装置及使用方法 - Google Patents

一种超声波全息探测装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声波全息探测装置及使用方法,包括全息探测器本体、控制电路系统、触发电路、接收电路,在全息探测器本体上设有固定基座、控制电路系统、全息探测头、超声波收发器、驱动基座,在全息探测器本体的内部设有控制电路系统,控制电路系统上设有智能控制模块、驱动电路、超声波发生器、接收电路、发射电路、触发电路、Y轴扫描器、X轴扫描器、高频发生器、同步发生器,本装置设计合理,结构紧凑,智能化程度高,全息探测器本体上采用全息探测头,通过全息探头进行全息探测,使探测范围内的各个方向都能被探测到,使探测范围更加全面。

Description

一种超声波全息探测装置及使用方法
技术领域
本发明涉及全息超声波技术领域,具体为一种超声波全息探测装置及使用方法。
背景技术
超声波检测是现有的常使用的检测方式,现有的超声波检测技术使用独特外差法将这些超声波讯号转换为音频信号,而后,再让使用者透过耳机来听到这些声音,并于用于显示的面板上看到强度指示。外差法原理如同收音机,外差法是一种干涉测量的方法,它通过改变参考信号的频率,使其与测量信号之间产生一个频率差,参考信号与测量信号干涉后,干涉信号相位中包含了相位调制项与被测量项,通过对干涉信号进行解调即可得到被测量的相位。这种在干涉信号相位中引入载波的方法称为外差法。与零差法相比,外差法通过干涉信号解调测得被测物理量,干涉信号强度的变化对测量的影响可以忽略,从而提高了干涉测量精度,使用超声波技术的优点就是容易理解、方便,超声波是一高频短波信号,此声波是不被人耳所直接听见,当使用者透过超声波检测仪可近距离侦测到这些声音,可用于定位查找气体或空气泄漏、电气故障时产生的超声波音源的位置。
但是目前的超声波探测器都存在一定的局限性,探测的面不够全面,不够全面,而且目前的超声波探测器可以变更发生频率。
本发明与全息超声波有关,特别是关于一种超声波全息探测装置及使用方法。
发明内容
本实发明的目的在于提供一种设计合理,结构紧凑,智能化程度高,全息探测器本体上采用全息探测头,通过全息探头进行全息探测,使探测范围内的各个方向都能被探测到,使探测范围更加全面的一种超声波全息探测装置及使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种超声波全息探测装置,包括全息探测器本体、控制电路系统、触发电路、接收电路,所述全息探测器本体上设有固定基座,所述固定基座上设有驱动基座,所述驱动基座的内部设有控制电路系统,所述驱动基座的上方设有全息探测头,全息探测头为半球状,所述全息探测头上设有多个超声波收发器。
优选的,所述控制电路系统上设有智能控制模块,所述智能控制模块的一端与驱动电路的一端连接,所述智能控制模块的另一端分别与超声波发生器、接收电路连接,所述接收电路的另一端与发射电路的一端连接,发射电路的另一端与触发电路的一端连接,所述触发电路的另一端分别与Y轴扫描器、X轴扫描器的一端连接,所述Y轴扫描器、X轴扫描器相互并联,Y轴扫描器的另一端分别与高频发生器、同步发生器连接,所述高频发生器、同步发生器相互并联。
优选的,所述触发电路上设有第一电阻,所述第一电阻的一端与第一三极管的基极连接,所述第一三极管的集电极与第二电阻的一端连接,所述第一三极管的发射极与第四电阻的一端连接,所述第一三极管的集电极与第二电阻之间有节点,第一三极管的集电极与第二电阻之间的节点与第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端分别与第一电容、第二电容的一端连接,所述第一电容、第二电容相互并联,所述第一电容、第二电容的另一端与第一变压器的一端连接,第一变压器的另一端与第四电阻的一端连接,所述第一变压器与第四电阻之间的节点接地,所述第一变压器的一侧设有第五电阻,所述第五电阻的另一端与第二单向晶闸管的阴极连接,第二单向晶闸管的阳极与第六电阻的一端连接,第二单向晶闸管的控制极与第一二极管的一端连接,所述第一二极管的另一端与第五电阻的一端连接,所述第六电阻与第二单向晶闸管之间的节点与第一单向晶闸管的阴极连接,所述第一单向晶闸管的阳极与第五电阻与第二单向晶闸管间的节点连接,所述第一单向晶闸管的控制极与第二二极管的一端连接。
优选的,所述发射电路上设有第七电阻,所述第七电阻的一端分别与第二三极管、第三三极管的基极连接,所述第二三极管的集电极与电源连接,所述第二三极管的发射极与第三三极管的发射极连接,所述第三三极管的集电极接地,第二三极管与第三三极管间的节点与双栅场效应管的原极连接,双栅场效应管的栅极与第二变压器的一端连接,所述双栅场效应管的漏极接地,所述第二变压器的另一端与第八电阻的一端连接,第二变压器与第八电阻之间有节点,所述第二变压器与第八电阻之间的节点与有极性电容的一端连接,有极性电容的另一端接地,所述第二变压器的另一端与第一晶体振荡器的一端连接,第一晶体振荡器的另一端与第二变压器的一端连接,所述第一晶体振荡器的两端并联一个第九电阻。
优选的,所述接收电路上设有第二晶体振荡器,所述第二晶体振荡器的两端并联一个第十电阻,所述第二晶体振荡器的一端接地,另一端与第十一电阻的一端连接,所述第十一电阻的另一端与第三电容的一端连接,所述第三电容的另一端与第十二电阻的一端连接,第十二电阻的另一端与第一运算放大器的同相输出端连接,第一运算放大器的另一端与第十三电阻的一端连接,第十三电阻的另一端接地,所述第一运算放大器的输出端与第四电容的一端连接,第一运算放大器的两端并联一个第十四电阻,所述第四电容的另一端与第十五电阻的一端连接,所述第十五电阻的另一端与第五电容的一端连接,所述第五电容的另一端与第十六电阻的一端连接,所述第十六电阻的另一端与第七电容的一端连接,第七电容与第十六电阻间的节点与第六电容的一端连接,所述第六电容的另一端接地,所述第七电容的另一端与第二运算放大器的反相输入端连接,第二运算放大器的同相输出端与导线连接,第二运算放大器的输出点接地。
优选的,一种超声波全息探测装置及使用方法,其使用方法包括以下步骤:
A、全息探测器本体接通电路后,全息探测器本体上的驱动基座将会自动驱动全息探头伸出,并在一定的角度范围内旋转;
B、驱动基座内部的除法电路将会在驱动电路的作用下使超声波发生器上的X轴扫描器、Y轴扫描器进行全方位的扫描;
C、高频发生器将会自动调控超声波发生器的超声波发生频率,同步发生器辅助高频发生器的运转,自动调整全息探测器本体的探测距离;
D、全息探头在控制电路系统的驱动下自动旋转、伸缩,调整探测的角度,同时全息探头也接受返回的信号,返回的探测信号通过智能控制模块进行数据的处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)高频发生器可以自动更改超声波发生器的产生频率,从而控制超声波的探测距离;
(2)本装置设计合理,结构紧凑,智能化程度高,全息探测器本体上采用全息探测头,通过全息探头进行全息探测,使探测范围内的各个方向都能被探测到,使探测范围更加全面。
附图说明
图1为本发明的全息探测器本体示意图;
图2为本发明的控制电路系统示意图;
图3为本发明的触发电路示意图;
图4为本发明的发射电路示意图;
图5为本发明的接收电路示意图。
图中:1、全息探测器本体;2、固定基座;3、控制电路系统;4、全息探测头;5、超声波收发器;6、驱动基座;7、智能控制模块;8、驱动电路;9、超声波发生器;10、接收电路;11、发射电路;12、触发电路;13、Y轴扫描器;14、X轴扫描器;15、高频发生器;16、同步发生器;17、第一电阻;18、第一三极管;19、第二电阻;20、第三电阻;21、第一电容;22、第二电容;23、第一变压器;24、第四电阻;25、第五电阻;26、第一二极管;27、第二二极管;28、第六电阻;29、第一单向晶闸管;30、第二单向晶闸管;31、第七电阻;32、第二三极管;33、第三三极管;34、双栅场效应管;35、有极性电容;36、第八电阻;37、第二变压器;38、第九电阻;39、第一晶体振荡器;40、第二晶体振荡器;41、第十电阻;42、第十一电阻;43、第三电容;44、第十二电阻;45、第一运算放大器;46、第十三电阻;47、第十四电阻;48、第四电容;49、第十五电阻;50、第五电容;51、第十六电阻;52、第六电容;53、第七电容;54、第二运算放大器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种超声波全息探测装置及使用方法,包括全息探测器本体1、控制电路系统3、触发电路12、接收电路10,全息探测器本体1上设有固定基座2,固定基座2上设有驱动基座6,驱动基座6的内部设有控制电路系统3,驱动基座6的上方设有全息探测头4,全息探测头4为半球状,全息探测头4上设有多个超声波收发器5。
请参阅图2,控制电路系统3上设有智能控制模块7,智能控制模块7的一端与驱动电路8的一端连接,智能控制模块7的另一端分别与超声波发生器9、接收电路10连接,接收电路10的另一端与发射电路11的一端连接,发射电路11的另一端与触发电路12的一端连接,触发电路12的另一端分别与Y轴扫描器13、X轴扫描器14的一端连接,Y轴扫描器13、X轴扫描器14相互并联,Y轴扫描器13的另一端分别与高频发生器15、同步发生器16连接,高频发生器15、同步发生器16相互并联,高频发生器15可以自动更改超声波发生器5的产生频率,从而控制超声波的探测距离。
请参阅3,触发电路12上设有第一电阻17,第一电阻17的一端与第一三极管18的基极连接,第一三极管18的集电极与第二电阻19的一端连接,第一三极管18的发射极与第四电阻24的一端连接,第一三极管18的集电极与第二电阻19之间有节点,第一三极管18的集电极与第二电阻19之间的节点与第三电阻20的一端连接,第三电阻20的另一端分别与第一电容21、第二电容22的一端连接,第一电容21、第二电容22相互并联,第一电容21、第二电容22的另一端与第一变压器23的一端连接,第一变压器23的另一端与第四电阻24的一端连接,第一变压器23与第四电阻24之间的节点接地,第一变压器23的一侧设有第五电阻25,第五电阻25的另一端与第二单向晶闸管30的阴极连接,第二单向晶闸管30的阳极与第六电阻28的一端连接,第二单向晶闸管30的控制极与第一二极管26的一端连接,第一二极管26的另一端与第五电阻25的一端连接,第六电阻28与第二单向晶闸管30之间的节点与第一单向晶闸管29的阴极连接,第一单向晶闸管29的阳极与第五电阻25与第二单向晶闸管30间的节点连接,第一单向晶闸管29的控制极与第二二极管27的一端连接。
请参阅图4,发射电路11上设有第七电阻31,第七电阻31的一端分别与第二三极管32、第三三极管33的基极连接,第二三极管32的集电极与电源连接,第二三极管32的发射极与第三三极管33的发射极连接,第三三极管33的集电极接地,第二三极管32与第三三极管33间的节点与双栅场效应管34的原极连接,双栅场效应管34的栅极与第二变压器37的一端连接,双栅场效应管34的漏极接地,第二变压器37的另一端与第八电阻36的一端连接,第二变压器37与第八电阻36之间有节点,第二变压器37与第八电阻36之间的节点与有极性电容35的一端连接,有极性电容35的另一端接地,第二变压器37的另一端与第一晶体振荡器39的一端连接,第一晶体振荡器39的另一端与第二变压器37的一端连接,第一晶体振荡器39的两端并联一个第九电阻38。
请参阅5,接收电路10上设有第二晶体振荡器40,第二晶体振荡器40的两端并联一个第十电阻41,第二晶体振荡器40的一端接地,另一端与第十一电阻42的一端连接,第十一电阻42的另一端与第三电容43的一端连接,第三电容43的另一端与第十二电阻44的一端连接,第十二电阻44的另一端与第一运算放大器45的同相输出端连接,第一运算放大器45的另一端与第十三电阻46的一端连接,第十三电阻46的另一端接地,第一运算放大器45的输出端与第四电容48的一端连接,第一运算放大器45的两端并联一个第十四电阻47,第四电容48的另一端与第十五电阻49的一端连接,第十五电阻49的另一端与第五电容50的一端连接,第五电容50的另一端与第十六电阻51的一端连接,第十六电阻51的另一端与第七电容53的一端连接,第七电容53与第十六电阻51间的节点与第六电容52的一端连接,第六电容52的另一端接地,第七电容53的另一端与第二运算放大器54的反相输入端连接,第二运算放大器54的同相输出端与导线连接,第二运算放大器54的输出点接地。
本装置设计合理,结构紧凑,智能化程度高,全息探测器本体1上采用全息探测头4,通过全息探头4进行全息探测,使探测范围内的各个方向都能被探测到,使探测范围更加全面。
一种超声波全息探测装置及使用方法,其使用方法包括以下步骤:
A、全息探测器本体1接通电路后,全息探测器本体1上的驱动基座6将会自动驱动全息探头4伸出,并在一定的角度范围内旋转;
B、驱动基座6内部的触发电路将会在驱动电路8的作用下使超声波发生器5上的X轴扫描器14、Y轴扫描器13进行全方位的扫描;
C、高频发生器15将会自动调控超声波发生器5的超声波发生频率,同步发生器16辅助高频发生器15的运转,自动调整全息探测器本体1的探测距离;
D、全息探头4在控制电路系统3的驱动下自动旋转、伸缩,调整探测的角度,同时全息探头也接受返回的信号,返回的探测信号通过智能控制模块进行数据的处理。
本发明的有益效果是:
(1)高频发生器可以自动更改超声波发生器的产生频率,从而控制超声波的探测距离;
(2)本装置设计合理,结构紧凑,智能化程度高,全息探测器本体上采用全息探测头,通过全息探头进行全息探测,使探测范围内的各个方向都能被探测到,使探测范围更加全面。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种超声波全息探测装置,包括全息探测器本体(1)、控制电路系统(3)、触发电路(12)、接收电路(10),其特征在于:所述全息探测器本体(1)上设有固定基座(2),所述固定基座(2)上设有驱动基座(6),所述驱动基座(6)的内部设有控制电路系统(3),所述驱动基座(6)的上方设有全息探测头(4),全息探测头(4)为半球状,所述全息探测头(4)上设有多个超声波收发器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种超声波全息探测装置,其特征在于:所述控制电路系统(3)上设有智能控制模块(7),所述智能控制模块(7)的一端与驱动电路(8)的一端连接,所述智能控制模块(7)的另一端分别与超声波发生器(9)、接收电路(10)连接,所述接收电路(10)的另一端与发射电路(11)的一端连接,发射电路(11)的另一端与触发电路(12)的一端连接,所述触发电路(12)的另一端分别与Y轴扫描器(13)、X轴扫描器(14)的一端连接,所述Y轴扫描器(13)、X轴扫描器(14)相互并联,Y轴扫描器(13)的另一端分别与高频发生器(15)、同步发生器(16)连接,所述高频发生器(15)、同步发生器(16)相互并联。
3.根据权利要求1所述的一种超声波全息探测装置,其特征在于:所述触发电路(12)上设有第一电阻(17),所述第一电阻(17)的一端与第一三极管(18)的基极连接,所述第一三极管(18)的集电极与第二电阻(19)的一端连接,所述第一三极管(18)的发射极与第四电阻(24)的一端连接,所述第一三极管(18)的集电极与第二电阻(19)之间有节点,第一三极管(18)的集电极与第二电阻(19)之间的节点与第三电阻(20)的一端连接,所述第三电阻(20)的另一端分别与第一电容(21)、第二电容(22)的一端连接,所述第一电容(21)、第二电容(22)相互并联,所述第一电容(21)、第二电容(22)的另一端与第一变压器(23)的一端连接,第一变压器(23)的另一端与第四电阻(24)的一端连接,所述第一变压器(23)与第四电阻(24)之间的节点接地,所述第一变压器(23)的一侧设有第五电阻(25),所述第五电阻(25)的另一端与第二单向晶闸管(30)的阴极连接,第二单向晶闸管(30)的阳极与第六电阻(28)的一端连接,第二单向晶闸管(30)的控制极与第一二极管(26)的一端连接,所述第一二极管(26)的另一端与第五电阻(25)的一端连接,所述第六电阻(28)与第二单向晶闸管(30)之间的节点与第一单向晶闸管(29)的阴极连接,所述第一单向晶闸管(29)的阳极与第五电阻(25)与第二单向晶闸管(30)间的节点连接,所述第一单向晶闸管(29)的控制极与第二二极管(27)的一端连接。
4.根据权利要求1所述的一种超声波全息探测装置,其特征在于:所述发射电路(11)上设有第七电阻(31),所述第七电阻(31)的一端分别与第二三极管(32)、第三三极管(33)的基极连接,所述第二三极管(32)的集电极与电源连接,所述第二三极管(32)的发射极与第三三极管(33)的发射极连接,所述第三三极管(33)的集电极接地,第二三极管(32)与第三三极管(33)间的节点与双栅场效应管(34)的原极连接,双栅场效应管(34)的栅极与第二变压器(37)的一端连接,所述双栅场效应管(34)的漏极接地,所述第二变压器(37)的另一端与第八电阻(36)的一端连接,第二变压器(37)与第八电阻(36)之间有节点,所述第二变压器(37)与第八电阻(36)之间的节点与有极性电容(35)的一端连接,有极性电容(35)的另一端接地,所述第二变压器(37)的另一端与第一晶体振荡器(39)的一端连接,第一晶体振荡器(39)的另一端与第二变压器(37)的一端连接,所述第一晶体振荡器(39)的两端并联一个第九电阻(38)。
5.根据权利要求1所述的一种超声波全息探测装置,其特征在于:所述接收电路(10)上设有第二晶体振荡器(40),所述第二晶体振荡器(40)的两端并联一个第十电阻(41),所述第二晶体振荡器(40)的一端接地,另一端与第十一电阻(42)的一端连接,所述第十一电阻(42)的另一端与第三电容(43)的一端连接,所述第三电容(43)的另一端与第十二电阻(44)的一端连接,第十二电阻(44)的另一端与第一运算放大器(45)的同相输出端连接,第一运算放大器(45)的另一端与第十三电阻(46)的一端连接,第十三电阻(46)的另一端接地,所述第一运算放大器(45)的输出端与第四电容(48)的一端连接,第一运算放大器(45)的两端并联一个第十四电阻(47),所述第四电容(48)的另一端与第十五电阻(49)的一端连接,所述第十五电阻(49)的另一端与第五电容(50)的一端连接,所述第五电容(50)的另一端与第十六电阻(51)的一端连接,所述第十六电阻(51)的另一端与第七电容(53)的一端连接,第七电容(53)与第十六电阻(51)间的节点与第六电容(52)的一端连接,所述第六电容(52)的另一端接地,所述第七电容(53)的另一端与第二运算放大器(54)的反相输入端连接,第二运算放大器(54)的同相输出端与导线连接,第二运算放大器(54)的输出点接地。
6.权利要求1所述的超声波全息探测装置的使用方法,其特征在于:使用方法包括以下步骤:
A、全息探测器本体(1)接通电路后,全息探测器本体(1)上的驱动基座(6)将会自动驱动全息探头(4)伸出,并在一定的角度范围内旋转;
B、驱动基座(6)内部的触发电路将会在驱动电路(8)的作用下使超声波发生器(5)上的X轴扫描器(14)、Y轴扫描器(13)进行全方位的扫描;
C、高频发生器(15)将会自动调控超声波发生器(5)的超声波发生频率,同步发生器(16)辅助高频发生器(15)的运转,自动调整全息探测器本体(1)的探测距离;
D、全息探头(4)在控制电路系统(3)的驱动下自动旋转、伸缩,调整探测的角度,同时全息探头也接受返回的信号,返回的探测信号通过智能控制模块进行数据的处理。
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