CN204116282U - 一种超声探伤装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声探伤装置，包括控制器、限幅电路、脉冲激励源、单刀双掷开关、换能器、程控放大器、AD转换器；通过单刀双掷开关进行反射法和透射法的切换，其中脉冲激励源产生高压脉冲信号，激发换能器产生超声波；限幅电路在反射法时，限制脉冲信号通往程控放大器的信号幅度，起到保护作用；控制器用于调整控制程控放大器来调节接收信号的幅度、协调脉冲激励源和AD转换器达到同步采集并且和显示器进行数据的传输。集反射法和透射法为一体，用于混凝土桥墩、大坝等物体的超声探伤，可填补市场空白，满足用户的需要，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种集反射法和透射法为一体的超声探伤装置，属于超声探伤及嵌入式技术领域。
背景技术
超声探伤凭借设备轻便、成本低、检测效率高以及对人体无害的特点，广泛应用于无损检测领域。但是现在市场上的超声探伤设备普遍存在价格昂贵、操作繁琐的缺点，而且目前市场上的超声探伤设备采用的探伤方式较为单一。
实用新型内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种超声探伤装置，该超声探伤装置可以用于超声波的反射法和透射法探伤，并且集超声波的触发和采集为一体，通过控制器进行协调同步探伤，数据直接传输到与之相连接的PC机中。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种超声探伤装置，其特征在于：包括控制器、限幅电路、脉冲激励源、单刀双掷开关、换能器、程控放大器、AD转换器；所述脉冲激励源、程控放大器、AD转换器均与控制器连接；
单刀双掷开关，分别与脉冲激励源、限幅电路和换能器连接，用于“反射法”和“透射法”两种探伤模式的切换；
脉冲激励源，与换能器连接，用于产生高压脉冲激励换能器；
换能器，用于超声波信号和电信号的相互转换；
限幅电路与程控放大器连接，用于在“反射法”探伤模式时，限制脉冲激励源到程控放大器的电压幅度，起到保护程控放大器的作用；
程控放大器，用于放大模拟的电信号；
AD转换器的输入端与程控放大器的输出端连接，用于将模拟的电信号转换成数字信号；
控制器，用于调整控制程控放大器来调节接收信号的幅度、协调脉冲激励源和AD转换器达到同步采集并且和显示器进行数据的传输。
还可以包括显示器，显示器与控制器连接，用于将超声波信号成像。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述单刀双掷开关为可耐受300V以上电压的功率开关。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：单刀双掷开关的三个端子分别连接限幅电路和两个换能器的探头。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述脉冲激励源采用开关管控制电容的充电和放电，并通过脉冲变压器进行隔离，传递能量。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述限幅电路采用两个二极管并联双向限制输入电压的幅度。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述程控放大器为电压跟随器和可编程的放大器相结合的电路结构。
所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述控制器选用STM32，AD转换器采用控制器内部集成的AD，程控放大器选用PGA113。
所述控制器自动协调脉冲激励源和AD转换器，每发射一次高压脉冲对应一次采集，且采集的时间与高压脉冲的发生时间对齐。
有益效果：本实用新型提供的一种超声探伤装置，集反射法和透射法为一体，采用单刀双掷开关进行状态切换，可以在超声探伤工程中常用的透射和反射两种方法之间进行切换，并且通过限幅电路对程控放大器进行保护，可填补市场空白，满足用户的需要，具有广阔的应用前景；成本较低，使用此装置对混凝土结构的桥墩模型进行探伤，能得到有效的数据，为该结构下超声探伤设备提供了新思路。
附图说明
图1为是本实用新型的总体结构示意图；
图2是本实用新型中脉冲激励源的结构示意图；
图3是本实用新型中限幅电路的电路图；
图4是本实用新型的程控放大器的电路图；
图中：控制器1，限幅电路2，脉冲激励源3，单刀双掷开关4，换能器5、6，程控放大器7，AD转换器8，显示器9。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，一种超声探伤装置，包括控制器1、限幅电路2、脉冲激励源3、单刀双掷开关4、换能器5、6、程控放大器7、AD转换器8和显示器9；所述脉冲激励源3、程控放大器7、AD转换器8和显示器9均与控制器1连接；
单刀双掷开关4，分别与脉冲激励源3、限幅电路2和换能器6连接，用于“反射法”和“透射法”两种探伤模式的切换；
脉冲激励源3，与换能器5连接，用于产生高压脉冲激励换能器；
换能器5，用于超声波信号和电信号的相互转换；
限幅电路2与程控放大器7连接，用于在“反射法”探伤模式时，限制脉冲激励源到程控放大器的电压幅度，起到保护程控放大器的作用；
程控放大器7，用于放大模拟的电信号；
AD转换器的输入端与程控放大器的输出端连接，用于将模拟的电信号转换成数字信号；
控制器1，用于调整控制程控放大器来调节接收信号的幅度、协调脉冲激励源和AD转换器达到同步采集并且和显示器进行数据的传输；
显示器9，用于将超声波信号成像。
本实用新型中，控制器1与脉冲激励源3连接用于控制激励源脉冲的发射频率和脉冲宽度，控制器1与程控放大器7连接用于控制放大电路的增益，脉冲变压器3与换能器5连接，用于激发超声波信号，单刀双掷开关4与脉冲激励源3、限幅电路2和换能器6连接，用于切换“反射法”和“透射法”两种探伤模式，限幅电路2与程控放大器7连接，用于系统工作在“反射法”探伤模式时，保护程控放大器7，程控放大器7与AD转换器8连接，AD转换器8与控制器1，控制器1与显示器9连接，用于将模拟的电信号转换成数字信号发送到显示器中。
本实用新型的工作过程如下：通过控制器1控制脉冲激励源产生大功率脉冲信号，通过换能器5将电脉冲信号转换成超声波信号，并在待测物体中传输，当工作在“反射法”模式下，则单刀双掷开关4打到s端，此时通过换能器5将缺陷反射回来的超声波转换成电信号；当工作在“透射法”模式下，则单刀双掷开关4打到d端，此时通过换能器6将透射过缺陷的超声波转换成电信号，通过限幅电路2限制通往程控放大器7的信号的电压幅度，以防止工作在“反射法”模式下，脉冲激励源3的电压过高对程控放大器7造成破坏，程控放大器5放大接收到的电信号并送往AD转换器8，AD转换器8将模拟信号转换成数据，并通过控制器1传输到显示器9中。
本实施例中控制器选用STM32，AD转换器采用控制器内部集成的AD。
如图2所示为脉冲激励源的结构示意图，控制器产生的脉冲信号经过功率放大器连接开关管P1，并以此控制开关管P1的导通和关断，当开关管P1关断时直流电源power经过功率电阻R1向电容C1充电，脉冲变压器B1无电流流过，当开关管P1导通时电容C1与脉冲变压器B1形成回路，电能瞬间释放，产生高功率的脉冲信号。本实施例中，开关管的型号为IRFP460，直流电源power选用5V电源。
如图3所示为限幅电路的示意图，使用二极管D1、D2进行限幅，通过设定E1和E2，来调整被限制电压的范围，此电路的限制电压为-E2—E1。
如图4所示为程控放大器的电路图，使用电阻R5和R7进行分压形成虚地，并通过运放U2进行跟随，以减小输出阻抗，先使用运放U1 进行电压跟随，以最大程度的获取输入信号，然后通过程控放大器U3控制电路的增益。本实施例中程控放大器的型号选用PGA113。
本实用新型集成“透射法”和“反射法”探伤模式为一体是其一大创新点，具体实施方式是通过一单刀双掷开关在两个换能器之间进行切换，并且通过限幅电路对程控放大器进行保护。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种超声探伤装置，其特征在于：包括控制器、限幅电路、脉冲激励源、单刀双掷开关、换能器、程控放大器、AD转换器；所述脉冲激励源、程控放大器、AD转换器均与控制器连接；
单刀双掷开关，分别与脉冲激励源、限幅电路和换能器连接，用于“反射法”和“透射法”两种探伤模式的切换；
脉冲激励源，与换能器连接，用于产生高压脉冲激励换能器；
换能器，用于超声波信号和电信号的相互转换；
限幅电路与程控放大器连接，用于在“反射法”探伤模式时，限制脉冲激励源到程控放大器的电压幅度，起到保护程控放大器的作用；
程控放大器，用于放大模拟的电信号；
AD转换器的输入端与程控放大器的输出端连接，用于将模拟的电信号转换成数字信号；
控制器，用于调整控制程控放大器来调节接收信号的幅度、协调脉冲激励源和AD转换器达到同步采集并且和显示器进行数据的传输。
2.根据权利要求1所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述单刀双掷开关为可耐受300V以上电压的功率开关。
3.根据权利要求1所述的一种超声探伤装置，其特征在于：单刀双掷开关的三个端子分别连接限幅电路和两个换能器的探头。
4.根据权利要求3所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述脉冲激励源采用开关管控制电容的充电和放电，并通过脉冲变压器进行隔离，传递能量。
5.根据权利要求1所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述限幅电路采用两个二极管并联双向限制输入电压的幅度。
6.根据权利要求1所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述程控放大器为电压跟随器和可编程的放大器相结合的电路结构。
7.根据权利要求1所述的一种超声探伤装置，其特征在于：所述控制器选用STM32，AD转换器采用控制器内部集成的AD，程控放大器选用PGA113。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种超声探伤装置，其特征在于：还包括显示器，显示器与控制器连接，用于将超声波信号成像。
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| CN201420651671.XU CN204116282U (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种超声探伤装置 |
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| CN (1) | CN204116282U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110196025A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-03 | 江苏航运职业技术学院 | 一种港口特种机械金属结构故障勘测设备 |
| CN110530986A (zh) * | 2018-05-23 | 2019-12-03 | 株式会社日立电力解决方案 | 位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统 |
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2014
- 2014-11-04 CN CN201420651671.XU patent/CN204116282U/zh not_active Expired - Fee Related
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