用于核电站二回路的超声无损探伤装置制造方法及图纸

一种探测准确、结构简单和成本较低的用于核电站二回路的超声无损探伤装置。超声波产生装置由高压发射模块和超声波发射探头构成，探测信息显示装置由超声接收探头、信号接收放大模块、模数转换模块和数字控制模块构成。本实用新型专利技术将传统超声技术和衍射时差法超声技术集成到单台装置上，通过高速采样电路和数据分析软件能够完整且高质量再现被测物体的缺陷位置及形状，通过数字控制模块对被测物体的缺陷探伤和现场定检提供完整的测试数据。其可基本满足核电站二回路无损探伤现场检测以及实验室分析的需求。其具备衍射时差法向导设置功能，无需调整参数，方便现场工人快速完成测试；针对核电站二回路的应用，对传统超声检测软件进行使用优化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超声波无损探伤器，特别涉及一种用于核电站二回路的超声波无损探伤装置。
技术介绍
超声检测技术，能够在不破坏被测物体的条件下，检测出物体内部的缺陷。目前工业市场超声技术的应用划分，主要分为传统超声技术和衍射时差法超声技术。传统超声技术使用的是发射探头和接收探头一体的方式，对应的检测装置的电路设计中需要将发送信号同时采集回系统。而衍射时差法超声技术采用的发射探头和接收探头是分离的，对应的检测装置中的电路发射通道和接收通道是独立的。其中传统的超声技术存在检测复杂、使用难、精准度低等问题。而衍射时差法超声技术可靠性更好、定位精确度更高，除能对缺陷进行精确定位、定量以外，还可用于缺陷扩展的监控，且不受检测角度影响，但其结构复杂，投资成本高。核电二回路使用的碳钢材料，适合使用传统超声技术和衍射时差法超声技术来进行检测。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种探测准确、结构简单和成本较低的用于核电站二回路的超声无损探伤装置。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：本技术的用于核电站二回路的超声无损探伤装置，包括超声波产生装置和探测信息显示装置，其特征在于：所述超声波产生装置由高压发射模块和超声波发射探头构成，所述探测信息显示装置由超声接收探头、信号接收放大模块、模数转换模块和数字控制模块构成；其中数字控制模块控制高压发射模块产生高压脉冲信号并经超声波发射探头向被测物体发射超声波束；超声接收探头将来自于被测物体的反射波经信号接收放大模块放大并模数转换模块向数字控制模块发送数字信号并由该数字控制模块以数字形式显示出来。所述高压发射模块包括发射脉冲电路和升压电路。所述信号接收放大模块包括模拟滤波器和可变增益运算放大器。所述模数转换模块包括14位125MHz采样的模数转换芯片和驱动电路。所述数字控制模块包括可编程逻辑门阵列FPGA和高级精简指令集处理器ARM。与现有技术相比，本技术将传统超声技术和衍射时差法超声技术集成到单台装置上，通过高速采样电路和数据分析软件能够完整且高质量再现被测物体的缺陷位置及形状，通过数字控制模块对被测物体的缺陷探伤和现场定检提供完整的测试数据。其可基本满足核电站二回路无损探伤现场检测以及实验室分析的需求。本技术具备衍射时差法向导设置功能，无需调整参数，方便现场工人快速完成测试；针对核电站二回路的应用，对传统超声检测软件进行使用优化。本技术支持读取原始数据文件，能够在装置上进行复杂波形分析，也可以将原始数据导出到外部计算机上进行分析。附图说明图1为本技术装置结构示意框图。具体实施方式本技术公开了一种用于核电站二回路的超声无损探伤装置，包括高压发射模块、信号接收放大模块、模数转换模块以及数字控制系统模块。其中，高压发射模块包括发射脉冲电路和升压电路。信号接收放大模块包括模拟滤波器和可变增益运算放大器。模数转换模块包括14位125MHz采样的模数转换ADC芯片及驱动电路。数字控制模块包括可编程逻辑门阵列FPGA和高级精简指令集处理器ARM。下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。信号发生、采集、处理电路是超声无损探伤装置中最重要的组成部分，为了实现本技术的目的，其结构如图1所示，包括高压发射模块、信号接收放大模块、模数转换模块以及数字控制系统模块。其中，高压发射模块包括发射脉冲电路和升压电路。信号接收放大模块包括模拟滤波器和可变增益运算放大器。模数转换模块包括14位125MHz采样的模数转换芯片及驱动电路。数字控制模块包括可编程逻辑门阵列FPGA和高级精简指令集处理器ARM。整个超声无损探伤装置的工作原理为：首先FPGA向高压发射模块产生数字信号的驱动方波，高压发射模块将该脉冲整形调理为驱动脉冲，然后通过升压电路将脉冲幅度增加到200V。高压脉冲输出到外部的超声发射探头上，给超声发射探头激励，从而让探头对被测缺陷输出超声信号。同时另外一个超声接收探头将接收经过缺陷后的发射信号，并将该信号输入到装置的信号接收放大模块。信号接收放大模块将接收到的信号进行高通滤波及低通滤波，除去直流分量和高频噪声以后，将有用信号输入到可变增益运算放大器。由于经过缺陷以后的超声反射信号很微弱，因此采用两级可变增益放大器将该信号放大80dB。放大以后的信号进入模数转换器，在采样为数字信号以后，通过LVDS接口传送到FPGA片内。FPGA将被测信号进行多阶数字滤波以后，通过直接内存访址DMA的方式将处理过的信号传送到ARM内部。ARM部分运行Linux操作系统，并在操作系统上运行本超声探伤装置的软件。软件通过DMA的驱动，调用处理后的被测信号，将其按超声领域及核电领域的相关标准作图并显示到界面上。通过本优选实施方式，该装置可实现：对核电站二回路平板和管道的缺陷进行超声波无损探伤，满足相关行业标准的要求，并获得很好的成像质量。本技术通过软件设置传统超声模式或衍射时差超声模式，硬件电路在收到软件设置信号以后，自动切换和匹配电路的采集和发射通道，从而实现两种传统超声和衍射时差两种模式的切换。所述软件包含四个模式，分别是传统超声模式、衍射时差法普通模式、衍射时差法向导模式和离线分析模式。其中衍射时差法普通模式需要对超声检测探伤较为熟悉的工程师来使用，因为需要设置好被测物体的参数、扫查架的参数以及编码器的参数，各种专业术语及参数多达几十项。而衍射时差法向导设置模式，采用图形化的界面方式，现场工人只需要根据向导提示，点选被测物体的形状以及主要特征，软件后台会自动计算出相应的参数，从而减少设置步骤，提高检测效率。具体优化步骤如下：1.将核电站二回路所采用的管道和平板的材料特性预先植入软件之中；2.将核电站二回路的管道厚度和平板厚度预先植入到软件之中；3.根据预先植入的参数，生成被测物体的测试模板，软件直接导入模板进行自动测试；4.根据核电站二回路的材料特性以及厚度，调整电路的放大增益以及信噪比，从而达到对此类材料的最优检测灵敏度；5.选择能与核电站二回路管道和平板材料特性达到频率最优匹配的探头。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于核电站二回路的超声无损探伤装置，包括超声波产生装置和探测信息显示装置，其特征在于：所述超声波产生装置由高压发射模块和超声波发射探头构成，所述探测信息显示装置由超声接收探头、信号接收放大模块、模数转换模块和数字控制模块构成；其中，数字控制模块控制高压发射模块产生高压脉冲信号并经超声波发射探头向被测物体发射超声波束；超声接收探头将来自于被测物体的反射波经信号接收放大模块放大并模数转换模块向数字控制模块发送数字信号并由该数字控制模块以数字形式显示出来。

【技术特征摘要】
1.一种用于核电站二回路的超声无损探伤装置，包括超声波产生装置和探测信息显示装置，其特征在于：所述超声波产生装置由高压发射模块和超声波发射探头构成，所述探测信息显示装置由超声接收探头、信号接收放大模块、模数转换模块和数字控制模块构成；其中，数字控制模块控制高压发射模块产生高压脉冲信号并经超声波发射探头向被测物体发射超声波束；超声接收探头将来自于被测物体的反射波经信号接收放大模块放大并模数转换模块向数字控制模块发送数字信号并由该数字控制模块以数字形式显示出来。2.根据权利要求1所述的用于核电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝民，彭召斌，
申请(专利权)人：深圳市微声泰斯特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44