CN220473443U - 一种天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，属于天线轮轨检测领域。其技术方案为：一种天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，PC机连接脉冲发射电路，脉冲发射电路的输出端连接功率放大电路，功率放大电路的输出端连接电磁超声探头，电磁超声探头的输出端连接放大滤波电路，放大滤波电路的模拟量输出端连接A/D数据采集电路，A/D数据采集电路输出端连接PC机，PC机连接数据显示装置。本实用新型的有益效果是：首次构建天线轮轨表面缺陷检测系统，本实用新型是非接触的，无需耦合，不对轮轨产生额外的误差影响；波形形式多样，满足多种检测的需求；适合高温检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线轮轨缺陷电磁超声测量技术领域，尤其涉及一种天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统。
背景技术
天线轮轨表面平整度是影响天线精度主要指标之一。现有的超声波检测技术采用的是压电原理，超声波信号由传感器的陶瓷压电晶片产生，需要通过耦合后传入试件内部，因此对试件表面光洁度要求较高，通常需要打磨防腐层，且打磨出金属光泽，这就增加了设备使用单位的成本与工作量，同时降低了检测效率。
电磁超声(EMAT)是近几年迅速发展的一种新兴无损检测新技术，其原理是：当线圈通过交变的激励时，根据安培定律和磁感应定律会在试件表面产生涡流，涡流与静态磁场作用产生洛伦兹力和磁致伸缩效应，使试件内部质点振动，从而形成多种波形的电磁超声。当声波通过缺陷时，会产生波的绕射和反射，进而对缺陷进行判断。
如何解决上述技术问题为本实用新型面临的课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够用于电磁超声激发和接收的天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统。
本实用新型是通过如下措施实现的：一种天线轮轨表面缺陷的电磁超声检测系统，包括PC机，连接在所述PC机的脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输出端连接功率放大电路，所述功率放大电路的输出端连接电磁超声探头，所述电磁超声探头的输出端连接放大滤波电路，所述放大滤波电路的模拟量输出端连接A/D数据采集电路，所述A/D数据采集电路数字输出端连接所述PC机，所述PC机连接数据显示装置。
所述PC机，脉冲发生电路，功率放大电路，以及电磁超声探头依次连接构成激励电磁超声探头超声波信号传输通道。
所述电磁超声探头，放大滤波电路，A/D采集电路，PC机以及数据显示装置依次连接构成超声波信号传输通道。
所述功率放大电路用于产生高频大功率的电流脉冲，激励所述电磁超声探头激发超声波。
所述滤波放大电路用于将所述电磁超声探头接收到的超声波信号进行放大，对微小杂波进行过滤，最终传输给所述数据采集电路。
所述脉冲发生电路采用DDS(DirectDigitalFrequencySynthesizer)技术的激励方式，它是一种兴的频率合成技术，频率分辨率高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻，在电子领域得到了越来越多的应用。本文采用AD9851，是美国AD公司生产的单片CMOS型DDS。AD9851允许最高输入时钟180MHz，允许串/并行异步输入控制字，内部使用32位频率控制字和5位相位调制字。AD9851的数据线可直接与多种类型单片机相连，本系统的微处理控制器选用的是AT89S52。
所述功率放大电路型号采用集成功率放大芯片OPA541。
所述电磁超声探头采用零声ETS-PC-12HK3。
所述放大滤波电路采用OPA37的放大电路和椭圆滤波器。
所述A/D采集电路的型号为AD9224采集芯片。
本实用新型在实际使用时：将本实用新型的电磁超声波探伤系统可用在超声波探伤，当用于超声波探伤时，探伤仪通过该电磁超声波缺陷检测系统的电磁超声探头在待测试件内激发超声波，超声波遇到缺陷及底面时会发生反射，通过对反射回波的处理，
便可检测出缺陷的大小和位置。
本实用新型的有益效果为：本实用新型该技术与压电超声相比具有非接触检测，不需耦合，可透过一定厚度包覆层；波形形式多样，满足多种检测现场的需求；适合高温检测；对被探工件表面质量要求不高，较粗糙表面也可直接探伤；通过功率放大电路产生高频大功率的电流脉冲，激励电磁超声探头激发超声波；放大电路将电磁超声探头接收到的超声波信号进行放大，然后传输给数据采集电路，最终将数据传输到PC机和数据显示装置，电磁超声换能器是一种非接触型超声波发射接收装置，它具有无需声耦合剂，无需对试件表面进行预处理，便可以方便地激发各种类型超声波的特点，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电原理框图。
图2为本实用新型实施例中的激励系统硬件框图。
图3为本实用新型实施例中功率放大器电路图。
图4为本实用新型实施例中滤波器电路图。
图5为本实用新型缺陷检测的工作示意图。
其中，附图标记为：1、PC机；2、脉冲发生电路；3、功率放大电路；4、电磁超声探头；5、放大滤波电路；6、A/D采集电路；7、数据显示装置。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1至图5，本实用新型是：一种天线轮轨表面缺陷的电磁超声检测系统，包括PC机1，连接在PC机1的脉冲发生电路2，其中，脉冲发生电路2的输出端连接功率放大电路3，功率放大电路3的输出端连接电磁超声探头4，电磁超声探头4的输出端连接放大滤波电路5，放大滤波电路5的模拟量输出端连接A/D采集电路6，A/D数据采集电路6数字输出端连接PC机1，最后PC机1连接数据显示装置7。
PC机1，脉冲发生电路2，功率放大电路3，以及电磁超声探头4依次连接构成激励电磁超声探头超声波信号传输通道。
电磁超声探头4，放大滤波电路5，A/D数据采集电路6，PC机1以及数据显示装置7依次连接构成超声波信号传输通道。
功率放大电路3用于产生高频大功率的电流脉冲，激励电磁超声探头4激发超声波。
滤波放大电路5用于将电磁超声探头4接收到的超声波信号进行放大，对微小杂波进行过滤，最终传输给A/D数据采集电路6。
功率放大电路3用于产生高频大功率的电流脉冲，激励电磁超声探头4激发超声波；滤波放大电路5用于将电磁超声探头4接收到的超声波信号进行放大，对微小杂波进行过滤，传输给A/D数据采集电路6，数据采集电路6将数据传输给PC机1，最终在数据显示装置7进行显示。
脉冲发生电路采用DDS(DirectDigitalFrequencySynthesizer)技术的激励方式，它是一种兴的频率合成技术，频率分辨率高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻，在电子领域得到了越来越多的应用。本文采用AD9851，是美国AD公司生产的单片CMOS型DDS。AD9851允许最高输入时钟180MHz，允许串/并行异步输入控制字，内部使用32位频率控制字和5位相位调制字。AD9851的数据线可直接与多种类型单片机相连，本系统的微处理控制器选用的是AT89S52。
功率放大电路型号采用集成功率放大芯片OPA541。
电磁超声探头采用零声ETS-PC-12HK3。
放大滤波电路采用OPA37的放大电路和椭圆滤波器。
A/D数据采集电路的型号为AD9224采集芯片。
本实用新型在实际使用时：将本实用新型的电磁超声波探伤系统可用在超声波探伤，当用于超声波探伤时，探伤仪通过该电磁超声波缺陷检测系统的电磁超声探头在待测试件内激发超声波，超声波遇到缺陷及底面时会发生反射，通过对反射回波的处理，便可检测出缺陷的大小和位置。
本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。上述所有说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，包括PC机(1)，其特征在于：连接在所述PC机(1)的脉冲发生电路(2)，所述脉冲发生电路(2)的输出端连接功率放大电路(3)，所述功率放大电路(3)的输出端连接电磁超声探头(4)，所述电磁超声探头(4)的输出端连接放大滤波电路(5)，所述放大滤波电路(5)的模拟量输出端连接A/D数据采集电路(6)，所述A/D数据采集电路(6)数字输出端连接所述PC机(1)，所述PC机(1)连接数据显示装置(7)。
2.根据权利要求1所述的天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，其特征在于，所述PC机(1)，脉冲发生电路(2)，功率放大电路(3)以及电磁超声探头(4)依次连接构成激励电磁超声探头超声波信号传输通道。
3.根据权利要求1或2所述的天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，其特征在于，所述电磁超声探头(4)，放大滤波电路(5)，A/D数据采集电路(6)，PC机(1)以及数据显示装置(7)依次连接构成超声波信号传输通道。
4.根据权利要求2所述的天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，其特征在于，所述功率放大电路(3)用于产生高频大功率的电流脉冲，激励所述电磁超声探头(4)激发超声波。
5.根据权利要求3所述的天线轮轨表面缺陷电磁超声检测系统，其特征在于，所述放大滤波电路(5)用于将所述电磁超声探头(4)接收到的超声波信号进行放大，传输给所述A/D数据采集电路(6)，进而将数据传输到PC机(1)，最后通过数据显示装置(7)对PC机(1)的数据进行显示。
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