脉冲式差分电磁超声检测仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种脉冲式差分电磁超声检测仪器。其中，该检测仪器组成及连接关系为：可编程ASIC器件，与第一激励波形发射电路、第二激励波形发射电路、接收电路配置电路、模数转换电路、接收波形存储电路、通讯接口电路均相连；第一激励波形发射电路，还与差分式电磁超声传感器的正端及公共端相连；第二激励波形发射电路，还与差分式电磁超声传感器的负端及公共端相连；接收电路配置电路，还与接收信号调理电路相连；模数转换电路，还与所述接收信号调理电路相连；接收信号调理电路，与接收电路配置电路、模数转换电路及差分式电磁超声传感器均相连。本发明专利技术解决了现有电磁超声检测技术中激励端发射、接收端接收信号能量均较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
脉冲式差分电磁超声检测仪器
本专利技术涉及电磁超声无损检测领域，具体而言，涉及一种脉冲式差分电磁超声检测仪器。
技术介绍
现场存在众多需要在线快速检测的在役、在制金属设备。例如，压力容器、高温管道、高速铁轨等需要定期在役检测以维护设备的正常使用；钢板或钢管在生产过程中，需要对其加工质量进行在线检测以保证母材的质量。相对于压电超声检测技术，由于电磁超声检测技术的非接触、无需打磨表面、不需要耦合剂的特点，使得它更适合对金属设备进行在役、在线检测。目前电磁超声检测仪器采用单端激励、单端接收方式工作，激励端发射、接收端接收信号能量均较低，所述仪器隔着防锈漆对常用金属材料设备进行检测时，检测深度有限，导致现场应用时许多位置无法得到有效检测；对声速高衰减材料、电‐磁‐声能量转换效率低材料(如奥氏体不锈钢)、高温下声速衰减大材料进行检测时，无法得到有效检测信号；对高速铁轨、钢板或钢管生产线等需要在线快速检测的场合，需要多次平均以消除干扰噪声，导致检测速度较慢，无法满足快速在线检测的需求。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种脉冲式差分电磁超声检测仪器，以至少解决现有电磁超声检测技术中激励端发射、接收端接收信号能量均较低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种脉冲式差分电磁超声检测仪器，包括：第一激励波形发射电路，与差分式电磁超声传感器的正端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与可编程ASIC器件相连；第二激励波形发射电路，与所述差分式电磁超声传感器的负端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与所述可编程ASIC器件相连；接收电路配置电路，与所述可编程ASIC器件相连，与接收信号调理电路相连；模数转换电路，与所述可编程ASIC器件相连，与所述接收信号调理电路相连；接收波形存储电路，与所述可编程ASIC器件相连；通讯接口电路，与所述可编程ASIC器件相连；接收信号调理电路，与所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述差分式电磁超声传感器均相连；可编程ASIC器件，与所述第一激励波形发射电路、所述第二激励波形发射电路、所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述接收波形存储电路、所述通讯接口电路均相连。进一步地，所述第一激励波形发射电路包括：四路高速隔离电路，与所述可编程ASIC器件相连。进一步地，所述第一激励波形发射电路包括：四路电压电流放大电路，与所述四路高速隔离电路相连。进一步地，所述第一激励波形发射电路包括：第一全桥高压大电流开关电路，与所述差分式电磁超声传感器的正端、所述差分式电磁超声传感器的公共端、所述四路电压电流放大电路均相连。进一步地，所述接收信号调理电路包括：双路限幅电路，与所述差分式电磁超声传感器的正端、公共端、负端均相连，与双路三极管放大电路相连；双路三极管放大电路，与所述双路限幅电路相连，与差分单端转换电路相连；差分单端转换电路，与所述双路三极管放大电路相连，与带通滤波电路相连。进一步地，所述接收信号调理电路包括：带通滤波电路，与所述差分单端转换电路相连，与第一级程控放大电路相连；第一级程控放大电路，与所述带通滤波电路相连，与第二级程控放大电路相连；第二级程控放大电路，与低通滤波电路相连，与所述第一级程控放大电路相连。进一步地，所述接收信号调理电路包括：低通滤波电路，与所述第二级程控放大电路相连，与单端/差分转换电路相连；单端/差分转换电路，与所述低通滤波电路相连，与所述模数转换电路相连。进一步地，所述接收信号调理电路还包括：第一输出钳位电路，与所述差分单端转换电路并联；第二输出钳位电路，与所述第一级程控放大电路并联；第三输出钳位电路，与所述第二级程控放大电路并联。进一步地，所述接收电路配置电路包括：截止频率选择电路，与所述带通滤波电路相连，与所述可编程ASIC器件相连；第一路D/A转换电路，与所述第一级程控放大电路相连，与所述可编程ASIC器件相连；第二路D/A转换电路，与所述第二级程控放大电路相连，与所述可编程ASIC器件相连。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于脉冲式差分电磁超声检测仪器的检测方法，包括：可编程ASIC器件接收通讯接口电路输入的第一参数，其中，所述第一参数至少包括：激励频率、周期数参数、截止频率、增益参数、采样频率；所述可编程ASIC器件根据所述截止频率和所述增益参数控制接收电路配置带通滤波截止频率和设置第一、二路D/A转换电路输出电压；所述可编程ASIC器件根据所述激励频率、所述周期数参数控制第一激励波形发射电路和第二激励波形发射电路发出两路极性相反的高压激励信号，所述两路极性相反的高压激励信号分别加载在差分式电磁超声传感器的正端、公共端、负端、公共端；所述可编程ASIC器件控制接收信号调理电路接收所述差分式电磁超声传感器发出的信号，并进行处理；所述可编程ASIC器件控制模数转换电路对接收信号调理电路处理后的信号进行模数转换，并将其同步存入接收波形存储电路。在本专利技术实施例中，可编程ASIC器件接收通讯接口电路输入的激励频率、周期数、截止频率、增益、采样频率等参数；可编程ASIC器件根据截止频率和增益控制接收电路配置带通滤波截止频率和设置第一、二路D/A转换电路的输出电压；可编程ASIC器件根据激励频率、周期数控制第一激励波形发射电路和第二激励波形发射电路发出两路极性相反的高压激励信号，两路极性相反的高压激励信号分别加载在差分式电磁超声传感器的正端、公共端、负端、公共端；可编程ASIC器件控制接收信号调理电路接收差分式电磁超声传感器发出的信号，并进行处理；可编程ASIC器件控制模数转换电路对接收信号调理电路处理后的信号进行模数转换，并将其同步存入接收波形存储电路，再将波形数据点依次读出后经通讯接口电路输出。采用差分结构作为激励信号输出级，从而将加载在电磁超声传感器上的激励电压成倍增加，使得激发出的超声波能量更大，采用差分结构作为接收信号输入级，使得进入接收信号调理电路的微弱回波信号幅值成倍增加，达到了提高电磁超声无损检测中激励、接收能量的技术效果，进而解决了现有电磁超声检测技术中激励端发射、接收端接收信号能量均较低的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的一种脉冲式差分电磁超声检测仪器的示意图；图2是根据本专利技术实施例的另一种脉冲式差分电磁超声检测仪器的示意图；图3是根据本专利技术实施例的一种基于脉冲式差分电磁超声检测仪器的检测方法的流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲式差分电磁超声检测仪器，其特征在于，包括：第一激励波形发射电路，与差分式电磁超声传感器的正端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与可编程ASIC器件相连；第二激励波形发射电路，与所述差分式电磁超声传感器的负端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与所述可编程ASIC器件相连；接收电路配置电路，与所述可编程ASIC器件相连，与接收信号调理电路相连；模数转换电路，与所述可编程ASIC器件相连，与所述接收信号调理电路相连；接收波形存储电路，与所述可编程ASIC器件相连；通讯接口电路，与所述可编程ASIC器件相连；接收信号调理电路，与所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述差分式电磁超声传感器均相连；可编程ASIC器件，与所述第一激励波形发射电路、所述第二激励波形发射电路、所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述接收波形存储电路、所述通讯接口电路均相连。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲式差分电磁超声检测仪器，其特征在于，包括：第一激励波形发射电路，与差分式电磁超声传感器的正端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与可编程ASIC器件相连；第二激励波形发射电路，与所述差分式电磁超声传感器的负端相连，与所述差分式电磁超声传感器的公共端相连，与所述可编程ASIC器件相连；接收电路配置电路，与所述可编程ASIC器件相连，与接收信号调理电路相连；模数转换电路，与所述可编程ASIC器件相连，与所述接收信号调理电路相连；接收波形存储电路，与所述可编程ASIC器件相连；通讯接口电路，与所述可编程ASIC器件相连；接收信号调理电路，与所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述差分式电磁超声传感器均相连；可编程ASIC器件，与所述第一激励波形发射电路、所述第二激励波形发射电路、所述接收电路配置电路、所述模数转换电路、所述接收波形存储电路、所述通讯接口电路均相连。2.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述第一激励波形发射电路包括：四路高速隔离电路，与所述可编程ASIC器件相连。3.根据权利要求2所述的检测仪器，其特征在于，所述第一激励波形发射电路包括：四路电压电流放大电路，与所述四路高速隔离电路相连。4.根据权利要求3所述的检测仪器，其特征在于，所述第一激励波形发射电路包括：第一全桥高压大电流开关电路，与所述差分式电磁超声传感器的正端、所述差分式电磁超声传感器的公共端、所述四路电压电流放大电路均相连。5.根据权利要求1所述的检测仪器，其特征在于，所述接收信号调理电路包括：双路限幅电路，与所述差分式电磁超声传感器的正端、公共端、负端均相连，与双路三极管放大电路相连；双路三极管放大电路，与所述双路限幅电路相连，与差分单端转换电路相连；差分单端转换电路，与所述双路三极管放大电路相连，与带通滤波电路相连。6.根据权利要求5所述的检测仪器，其特征在于，所述接收信号调理电路包括：带通滤波电路，与所述差...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑阳，周进节，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，周进节，
类型：发明
国别省市：北京,11