脉冲激发式电磁超声检测仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种脉冲激发式电磁超声检测仪。其中，该检测仪包括：可编程ASIC器件，生成多路信号，其中，多路信号包括多路发射控制信号和充电控制信号；电压转换电路，将低电压信号转换成高电压信号；发射电路，生成高电压大电流的激励信号；电磁超声传感器，根据激励信号生成超声信号，并将接收到的超声回波信号传输给接收信号调理及采样电路；接收信号调理及采样电路，对电磁超声传感器接收信号进行处理和模数转换，并将波形数据点写入可编程ASIC器件内部的存储单元。本实用新型专利技术解决了现有电磁超声测厚仪器无法在小体积、低功耗、及低压电池供电的条件下，发射高压大电流的技术问题。

Pulse excited electromagnetic ultrasonic detector

The utility model discloses a pulse excited electromagnetic ultrasonic detector. Among them, including the instrument: programmable ASIC device, generating multi-channel signal, the multi-channel signal includes a transmitting control signal and charging control signal; the voltage conversion circuit, the low voltage signal into high voltage signal; transmitting circuit, excitation signal generation of high voltage and current; electromagnetic ultrasonic sensor, according to the generated ultrasonic signal the excitation signal and the echo signal of ultrasonic transmission received to the receiving signal conditioning and sampling circuit; the receiving signal conditioning and sampling circuit, the electromagnetic acoustic transducer for processing and analog-to-digital conversion of the received signal, and writes the waveform data point storage unit internal programming ASIC device. The utility model solves the technical problem that the existing electromagnetic ultrasonic thickness measuring instrument can not transmit high voltage and large current under the condition of small volume, low power consumption and low voltage battery power supply.

【技术实现步骤摘要】
脉冲激发式电磁超声检测仪
本技术涉及超声检测领域，具体而言，涉及一种脉冲激发式电磁超声检测仪。
技术介绍
超声检测技术广泛应用于金属设备的测厚、探伤等场合。相对于传统的压电超声检测技术，电磁超声在对金属设备进行检测时，不需要对其表面进行打磨，可节省检测时间和成本，适用于带防锈漆及不允许打磨的场合；电磁超声检测不需要使用耦合剂，可避免因耦合剂的挥发或涂抹不均匀导致的检测结果重复性差的问题；由于电磁超声传感器可实现非接触式检测，特别适用于高温检测场合。另外，由于电磁超声传感器相对于压电传感器而言，价格相对便宜且更便于设计制造，是金属设备无损检测领域迫切需要大力发展的一种技术。但现有电磁超声检测仪器，难以在低功耗及低压电池供电的条件下，依然发射高电压、大电流的激励信号，限制了电磁超声检测技术在便携式、在线监测、多通道阵列检测等场合的应用。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
本技术实施例提供了一种脉冲激发式电磁超声检测仪，以至少解决现有电磁超声测厚仪器无法在小体积、低功耗、及低压电池供电的条件下，发射高压大电流激励信号的技术问题。根据本技术实施例的一个方面，提供了一种脉冲激发式电磁超声检测仪，包括：可编程ASIC器件，用于生成多路信号，其中，所述多路信号包括四路发射控制信号和充电控制信号；电压转换电路，与所述可编程ASIC器件相连接，用于在接收到所述充电控制信号时将低电压信号转换成高电压信号；发射电路，与所述可编程ASIC器件和所述电压转换电路相连接，用于根据所述发射控制信号和所述高电压信号生成高电压大电流的激励信号；电磁超声传感器，与所述发射电路相连接，用于根据所述激励信号生成超声信号，并接收回波信号，其中，所述回波信号为所述超声信号在传播过程中遇到待检结构缺陷和边界时的反射信号；接收信号调理及采样电路，与所述电磁超声传感器相连接，用于对所述超声回波信号进行处理和采样，得到波形数据点并写入所述可编程ASIC器件内部的存储单元。进一步地，所述电压转换电路包括：低压电源，用于提供低电压信号；充电控制电路，与所述可编程ASIC器件和所述低压电源相连接，所述充电控制电路在接收到所述充电控制信号时，控制所述低压电源为高压电容充电；所述高压电容，与所述充电控制电路和所述发射电路相连接，经所述低压电源充电至高电压，为所述发射电路提供所述高电压信号。进一步地，四路高速隔离电路，与所述可编程ASIC器件相连接，其中，所述四路高速隔离电路根据所述四路发射控制信号输出四路模拟输入信号，并对所述四路发射控制信号与所述四路模拟输入信号进行隔离，所述四路模拟输入信号包括第一组模拟输入信号和第二组模拟输入信号，所述第一组模拟输入信号与所述第二组模拟输入信号分别包括两路极性相同的模拟输入信号，所述第一组模拟输入信号与所述第二组模拟输入信号的极性相反；四路电压电流放大电路，与所述四路高速隔离电路相连接，用于将所述第一组模拟输入信号和所述第二组模拟输入信号进行放大，得到第一组驱动信号和第二组驱动信号；全桥高压大电流开关电路，与所述四路电压电流放大电路和所述电压转换电路相连接，其中，所述电压转换电路为所述全桥高压大电流开关电路提供所述高电压信号，所述全桥高压大电流开关电路根据所述第一组驱动信号和所述第二组驱动信号调整运行状态，所述运行状态包括导通或者截止；高压变压器转换电路，与所述全桥高压大电流开关电路相连接，用于根据所述全桥高压大电流开关电路的导通或者截止，生成所述激励信号。进一步地，所述全桥高压大电流开关电路包括：第一开关组，与所述四路电压电流放大电路相连接，在所述第一组驱动信号的电压满足第一预设电压时，所述第一开关组导通；第二开关组，与所述四路电压电流放大电路相连接，在所述第二组驱动信号的电压满足第二预设电压时，所述第二开关组导通。进一步地，所述第一开关组包括左臂高端开关和右臂低端开关，在所述第一组驱动信号的电压满足第一预设电压时所述左臂高端开关和所述右臂低端开关导通；所述第二开关组包括左臂低端开关和右臂高端开关，在所述第二组驱动信号的电压满足第二预设电压时所述左臂低端开关和所述右臂高端开关导通。进一步地，所述高压变压器转换电路包括：调谐电路，与所述左臂高端开关和所述左臂低端开关相连接；高压变压器，所述高压变压器的原边的第一端与调谐电路相连接，所述高压变压器的原边的第二端与所述右臂高端开关和所述右臂低端开关相连接，所述高压变压器的副边的第一端接地，所述高压变压器的副边的第二端与所述电磁超声传感器相连接。进一步地，所述检测仪还包括：处理器单元，与所述可编程ASIC器件相连接，用于接收参数，其中，所述可编程ASIC器件根据所述参数生成所述多路信号；波形数据存储单元，与所述处理器单元相连接，其中，所述处理器单元从所述可编程ASIC器件内部的存储单元读取所述波形数据点，将所述波形数据点存储在所述波形数据存储单元中。进一步地，所述接收信号调理及采样电路包括：接收信号调理电路，与所述电磁超声传感器相连接，用于对所述回波信号进行处理，得到处理后的回波信号；模数转换电路，与所述接收信号调理电路相连接，用于对所述处理后的回波信号进行采样得到所述波形数据点。进一步地，所述接收信号调理电路包括：限幅电路，与所述电磁超声传感器相连接；低噪声前置放大电路，与所述限幅电路相连接；固定增益放大电路，与所述低噪声前置放大电路相连接；带通滤波电路，与所述固定增益放大电路相连接；第一级程控放大电路，与所述带通滤波电路相连接；第二级程控放大电路，与所述第一级程控放大电路相连接；低通滤波电路，与所述第二级程控放大电路相连接。进一步地，所述多路信号包括增益设定信号和频率选择信号，所述接收信号调理及采样电路包括：增益电压设置电路，与所述可编程ASIC器件、所述第一级程控放大电路和所述第二级程控放大电路相连接，用于根据所述增益设定信号输出电压信号，所述电压信号用于设置所述第一级程控放大电路和所述第二级程控放大电路的增益；截止频率选择电路，与所述可编程ASIC器件和所述带通滤波电路相连接，用于根据所述频率选择信号设置所述带通滤波电路的截止频率。在本技术实施例中，采用可编程ASIC器件，用于生成多路信号，其中，所述多路信号包括多路发射控制信号和充电控制信号；电压转换电路，与所述可编程ASIC器件相连接，用于在接收到所述充电控制信号时将低电压信号转换成高电压信号；发射电路，与所述可编程ASIC器件和所述电压转换电路相连接，用于根据所述发射控制信号和所述高电压信号生成高电压大电流的激励信号；电磁超声传感器，与所述发射电路相连接，用于根据所述激励信号生成超声信号，并接收所述回波信号；接收信号调理及采样电路，与所述电磁超声传感器和所述可编程ASIC器件相连接，用于对所述反射信号进行处理和采样，得到波形数据点并写入所述可编程ASIC器件内部的存储单元。与现有技术相比，本技术提供的脉冲激发式电磁超声检测仪达到了在小体积、低功耗和低电压供电的条件下发射高电压、大电流激励信号的目的，从而实现了减小脉冲激发式电磁超声检测仪功耗的技术效果，进而解决了现有电磁超声测厚仪器无法在小体积、低功耗、及低压电池供电的条件下，发射高压大电流的技术问题。附图说明此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲激发式电磁超声检测仪，其特征在于，包括：可编程ASIC器件，用于生成多路信号，其中，所述多路信号包括四路发射控制信号和充电控制信号；电压转换电路，与所述可编程ASIC器件相连接，用于在接收到所述充电控制信号时将低电压信号转换成高电压信号；发射电路，与所述可编程ASIC器件和所述电压转换电路相连接，用于根据所述发射控制信号和所述高电压信号生成高电压大电流的激励信号；电磁超声传感器，与所述发射电路相连接，用于根据所述激励信号生成超声信号，并接收回波信号，其中，所述回波信号为所述超声信号在传播过程中遇到待检结构缺陷和边界时的反射信号；接收信号调理及采样电路，与所述电磁超声传感器相连接，用于对所述回波信号进行处理和采样，得到波形数据点并写入所述可编程ASIC器件内部的存储单元。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激发式电磁超声检测仪，其特征在于，包括：可编程ASIC器件，用于生成多路信号，其中，所述多路信号包括四路发射控制信号和充电控制信号；电压转换电路，与所述可编程ASIC器件相连接，用于在接收到所述充电控制信号时将低电压信号转换成高电压信号；发射电路，与所述可编程ASIC器件和所述电压转换电路相连接，用于根据所述发射控制信号和所述高电压信号生成高电压大电流的激励信号；电磁超声传感器，与所述发射电路相连接，用于根据所述激励信号生成超声信号，并接收回波信号，其中，所述回波信号为所述超声信号在传播过程中遇到待检结构缺陷和边界时的反射信号；接收信号调理及采样电路，与所述电磁超声传感器相连接，用于对所述回波信号进行处理和采样，得到波形数据点并写入所述可编程ASIC器件内部的存储单元。2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述电压转换电路包括：低压电源，用于提供低电压信号；充电控制电路，与所述可编程ASIC器件和所述低压电源相连接，所述充电控制电路在接收到所述充电控制信号时，控制所述低压电源为高压电容充电；所述高压电容，与所述充电控制电路和所述发射电路相连接，经所述低压电源充电至高电压，为所述发射电路提供所述高电压信号。3.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述发射电路包括：四路高速隔离电路，与所述可编程ASIC器件相连接，其中，所述四路高速隔离电路根据所述四路发射控制信号输出四路模拟输入信号，并对所述四路发射控制信号与所述四路模拟输入信号进行隔离，所述四路模拟输入信号包括第一组模拟输入信号和第二组模拟输入信号，所述第一组模拟输入信号与所述第二组模拟输入信号分别包括两路极性相同的模拟输入信号，所述第一组模拟输入信号与所述第二组模拟输入信号的极性相反；四路电压电流放大电路，与所述四路高速隔离电路相连接，用于将所述第一组模拟输入信号和所述第二组模拟输入信号进行放大，得到第一组驱动信号和第二组驱动信号；全桥高压大电流开关电路，与所述四路电压电流放大电路和所述电压转换电路相连接，其中，所述电压转换电路为所述全桥高压大电流开关电路提供所述高电压信号，所述全桥高压大电流开关电路根据所述第一组驱动信号和所述第二组驱动信号调整运行状态，所述运行状态包括导通或者截止；高压变压器转换电路，与所述全桥高压大电流开关电路相连接，用于根据所述全桥高压大电流开关电路的导通或者截止，生成所述激励信号。4.根据权利要求3所述的检测仪，其特征在于，所述全桥高压大电流开关电路包括：第一开关组，与所述四路电压电流放大电路相连接，在所述第一组驱动信号的电压满足第一预设电压时，所述第一开关组导通；第二开关...

【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：新型
国别省市：北京,11