CN220156496U - 一种基于超声波探伤的增益控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于超声波探伤技术领域，尤其是涉及一种基于超声波探伤的增益控制电路，包括超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元；超声波发射单元分别与电压产生单元和一级滤波放大单元电性连接；电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元依次通信连接。该增益控制电路通过超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元来控制电压变化，实现增益补偿，因此对探伤仪的增益控制非常精确，且使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于超声波探伤技术领域，尤其是涉及一种基于超声波探伤的增益控制电路。
背景技术
在超声波探伤应用中，为了使深部缺陷有较明显的显示，在某些应用中，超声接收放大器的增益通常设计成随深度增加而提高，即深度补偿。可以实现深度补偿的放大器也称程控放大器，大多已做成集成电路，它的放大量随电压控制端的电压变化，其增益与控制电压几乎成线性关系。
同时，常用增益补偿电路的方法有两种:其一是使用用分立元件来组成补偿电路；其二是使用可变增益放大器芯片来设计。后者往往比前者集成度和信噪比要高。且目前的超声波探伤仪增益调节电路虽然能够实现增益的调节,但是调节增益的位置单一,无法通过电压来实现不同梯度的实时调节,不够智能化。
实用新型内容
针对背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种基于超声波探伤的增益控制电路，其通过超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元来控制电压变化，实现增益补偿，因此对探伤仪的增益控制非常精确，且使用方便。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
一种基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于:包括超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元；
超声波发射单元分别与电压产生单元和一级滤波放大单元电性连接；电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元依次通信连接。
进一步地，超声波发射单元包括直流电源、方波发生器和多谐振荡器；
直流电源分别与电压产生单元、一级滤波放大单元和方波发生器的输入端连接；方波发生器的方波输出端和多谐振荡器的信号触发端连接；多谐振荡器的输出端和电压产生单元连接。
进一步地，方波发生器的型号为AWG4100。
进一步地，多谐振荡器的型号为NE555。
进一步地，电压产生单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R5、接地电阻R6、电阻R7-R8、接地电阻R9-R10、电阻R11和运算放大器U1-U3；
电阻R1的一端和多谐振荡器连接，其另一端分别与运算放大器U1的同相输入端和接地电阻R2连接；运算放大器U1的反相输入端分别与运算放大器U1的输出端和电阻R3的一端连接；运算放大器U1的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U1的负电源端分别与直流电源的电源正极和电阻R5的一端连接；电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和接地电阻R6连接；运算放大器U2的正相输入端和接地电阻R9连接；运算放大器U2的反相输入端分别与电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R7的一端连接；运算放大器U2的负电源端和直流电源的电源正极连接；运算放大器U2的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U2的输出端分别与电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；运算放大器U3的正相输入端和接地电阻R10连接；运算放大器U3的反相输入端分别与电阻R8的另一端和电阻R11的一端连接；运算放大器U3的负电源端和直流电源的电源正极连接；运算放大器U3的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U3的输出端分别与电阻R11的另一端和一级滤波放大单元连接。
进一步地，电压产生单元中，运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3的型号均为AD797。
进一步地，一级滤波放大单元包括电阻R12-R19和型号为MAX275A的滤波芯片U4；
芯片U4的INA引脚分别与电阻R12的一端和电阻R13的一端连接；电阻R12的另一端和电容C1的一端连接；电容C1的另一端和电压产生单元连接；芯片U4的BPOA引脚分别与电阻R13的另一端、电阻R14的一端和电压产生单元连接；芯片U4的LPIA引脚和电阻R14的另一端连接；芯片U4的BPIA引脚和电阻R15的一端连接；芯片U4的LPOA引脚和电阻R15的另一端连接；芯片U4的INB引脚分别与电阻R16的一端和电阻R17的一端连接；电阻R16的另一端和二级增益补偿单元连接；芯片U4的BPOB引脚分别与电阻R17的另一端、电阻R18的一端和二级增益补偿单元连接；芯片U4的LPIB引脚和电阻R18的另一端连接；芯片U4的BPIB引脚和电阻R19的一端连接；芯片U4的LPOB引脚和电阻R19的另一端连接；芯片U4的FCA引脚和FCB引脚均接地；芯片U4的V-引脚和直流电源的电源负极连接；芯片U4的V+引脚和直流电源的电源正极连接。
进一步地，二级增益补偿单元包括电阻R20、电容C2-C4、二极管D1-D3和电感L1-L2；
二极管D1的正极分别与电容C4的一端和一级滤波放大单元连接；电感L1的一端分别与电容C4的另一端和一级滤波放大单元连接；二极管D1的负极分别与电感L2的一端和电容C3的一端连接；二极管D2的正极分别与电感L1的另一端和电容C3的另一端连接；二极管D3的正极和电感L2的一端连接；二极管D3的负极分别与电容C2的一端和电阻R20的一端连接；二极管D2的负极分别与电容C2的另一端和电阻R20的另一端连接。
本实用新型具有如下优点和有益效果：
(1)该增益控制电路通过一级滤波放大单元和二级增益补偿单元实现两级信号的放大增益控制，大大增加增益调节的范围；
(2)该增益控制电路通过超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元来控制电压变化，实现增益补偿，因此对探伤仪的增益控制非常精确，且使用方便。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于超声波探伤的增益控制电路的结构图；
图2为电压产生单元的电路图；
图3为一级滤波放大单元的电路图；
图4为二级增益补偿单元的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种基于超声波探伤的增益控制电路包括超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元；
超声波发射单元分别与电压产生单元和一级滤波放大单元电性连接；电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元依次通信连接。
在本发明实施例中，如图1所示，超声波发射单元包括直流电源、方波发生器和多谐振荡器；
直流电源分别与电压产生单元、一级滤波放大单元和方波发生器的输入端连接；方波发生器的方波输出端和多谐振荡器的信号触发端连接；多谐振荡器的输出端和电压产生单元连接。
在本发明实施例中，方波发生器的型号为AWG4100。
在本发明实施例中，多谐振荡器的型号为NE555。
在本发明实施例中，如图2所示，电压产生单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R5、接地电阻R6、电阻R7-R8、接地电阻R9-R10、电阻R11和运算放大器U1-U3；
电阻R1的一端和多谐振荡器连接，其另一端分别与运算放大器U1的同相输入端和接地电阻R2连接；运算放大器U1的反相输入端分别与运算放大器U1的输出端和电阻R3的一端连接；运算放大器U1的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U1的负电源端分别与直流电源的电源正极和电阻R5的一端连接；电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和接地电阻R6连接；运算放大器U2的正相输入端和接地电阻R9连接；运算放大器U2的反相输入端分别与电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R7的一端连接；运算放大器U2的负电源端和直流电源的电源正极连接；运算放大器U2的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U2的输出端分别与电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；运算放大器U3的正相输入端和接地电阻R10连接；运算放大器U3的反相输入端分别与电阻R8的另一端和电阻R11的一端连接；运算放大器U3的负电源端和直流电源的电源正极连接；运算放大器U3的正电源端和直流电源的电源负极连接；运算放大器U3的输出端分别与电阻R11的另一端和一级滤波放大单元连接。
在本发明实施例中，如图2所示，电压产生单元中，运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3的型号均为AD797。
在本发明实施例中，如图3所示，一级滤波放大单元包括电阻R12-R19和型号为MAX275A的滤波芯片U4；
芯片U4的INA引脚分别与电阻R12的一端和电阻R13的一端连接；电阻R12的另一端和电容C1的一端连接；电容C1的另一端和电压产生单元连接；芯片U4的BPOA引脚分别与电阻R13的另一端、电阻R14的一端和电压产生单元连接；芯片U4的LPIA引脚和电阻R14的另一端连接；芯片U4的BPIA引脚和电阻R15的一端连接；芯片U4的LPOA引脚和电阻R15的另一端连接；芯片U4的INB引脚分别与电阻R16的一端和电阻R17的一端连接；电阻R16的另一端和二级增益补偿单元连接；芯片U4的BPOB引脚分别与电阻R17的另一端、电阻R18的一端和二级增益补偿单元连接；芯片U4的LPIB引脚和电阻R18的另一端连接；芯片U4的BPIB引脚和电阻R19的一端连接；芯片U4的LPOB引脚和电阻R19的另一端连接；芯片U4的FCA引脚和FCB引脚均接地；芯片U4的V-引脚和直流电源的电源负极连接；芯片U4的V+引脚和直流电源的电源正极连接。
在本发明实施例中，如图4所示，二级增益补偿单元包括电阻R20、电容C2-C4、二极管D1-D3和电感L1-L2；
二极管D1的正极分别与电容C4的一端和一级滤波放大单元连接；电感L1的一端分别与电容C4的另一端和一级滤波放大单元连接；二极管D1的负极分别与电感L2的一端和电容C3的一端连接；二极管D2的正极分别与电感L1的另一端和电容C3的另一端连接；二极管D3的正极和电感L2的一端连接；二极管D3的负极分别与电容C2的一端和电阻R20的一端连接；二极管D2的负极分别与电容C2的另一端和电阻R20的另一端连接。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于:包括超声波发射单元、电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元；
所述超声波发射单元分别与电压产生单元和一级滤波放大单元电性连接；所述电压产生单元、一级滤波放大单元和二级增益补偿单元依次通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述超声波发射单元包括直流电源、方波发生器和多谐振荡器；
所述直流电源分别与电压产生单元、一级滤波放大单元和方波发生器的输入端连接；所述方波发生器的方波输出端和多谐振荡器的信号触发端连接；所述多谐振荡器的输出端和电压产生单元连接。
3.根据权利要求2所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述方波发生器的型号为AWG4100。
4.根据权利要求2所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述多谐振荡器的型号为NE555。
5.根据权利要求2所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述电压产生单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R5、接地电阻R6、电阻R7-R8、接地电阻R9-R10、电阻R11和运算放大器U1-U3；
所述电阻R1的一端和多谐振荡器连接，其另一端分别与运算放大器U1的同相输入端和接地电阻R2连接；所述运算放大器U1的反相输入端分别与运算放大器U1的输出端和电阻R3的一端连接；所述运算放大器U1的正电源端和直流电源的电源负极连接；所述运算放大器U1的负电源端分别与直流电源的电源正极和电阻R5的一端连接；所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和接地电阻R6连接；所述运算放大器U2的正相输入端和接地电阻R9连接；所述运算放大器U2的反相输入端分别与电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R7的一端连接；所述运算放大器U2的负电源端和直流电源的电源正极连接；所述运算放大器U2的正电源端和直流电源的电源负极连接；所述运算放大器U2的输出端分别与电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；所述运算放大器U3的正相输入端和接地电阻R10连接；所述运算放大器U3的反相输入端分别与电阻R8的另一端和电阻R11的一端连接；所述运算放大器U3的负电源端和直流电源的电源正极连接；所述运算放大器U3的正电源端和直流电源的电源负极连接；所述运算放大器U3的输出端分别与电阻R11的另一端和一级滤波放大单元连接。
6.根据权利要求5所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述电压产生单元中，运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3的型号均为AD797。
7.根据权利要求2所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述一级滤波放大单元包括电阻R12-R19和型号为MAX275A的滤波芯片U4；
所述芯片U4的INA引脚分别与电阻R12的一端和电阻R13的一端连接；所述电阻R12的另一端和电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端和电压产生单元连接；所述芯片U4的BPOA引脚分别与电阻R13的另一端、电阻R14的一端和电压产生单元连接；所述芯片U4的LPIA引脚和电阻R14的另一端连接；所述芯片U4的BPIA引脚和电阻R15的一端连接；所述芯片U4的LPOA引脚和电阻R15的另一端连接；所述芯片U4的INB引脚分别与电阻R16的一端和电阻R17的一端连接；所述电阻R16的另一端和二级增益补偿单元连接；所述芯片U4的BPOB引脚分别与电阻R17的另一端、电阻R18的一端和二级增益补偿单元连接；所述芯片U4的LPIB引脚和电阻R18的另一端连接；所述芯片U4的BPIB引脚和电阻R19的一端连接；所述芯片U4的LPOB引脚和电阻R19的另一端连接；所述芯片U4的FCA引脚和FCB引脚均接地；所述芯片U4的V-引脚和直流电源的电源负极连接；所述芯片U4的V+引脚和直流电源的电源正极连接。
8.根据权利要求1所述的基于超声波探伤的增益控制电路，其特征在于：所述二级增益补偿单元包括电阻R20、电容C2-C4、二极管D1-D3和电感L1-L2；
所述二极管D1的正极分别与电容C4的一端和一级滤波放大单元连接；所述电感L1的一端分别与电容C4的另一端和一级滤波放大单元连接；所述二极管D1的负极分别与电感L2的一端和电容C3的一端连接；所述二极管D2的正极分别与电感L1的另一端和电容C3的另一端连接；所述二极管D3的正极和电感L2的一端连接；所述二极管D3的负极分别与电容C2的一端和电阻R20的一端连接；所述二极管D2的负极分别与电容C2的另一端和电阻R20的另一端连接。
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