一种智能化的超声探伤仪适配器制造技术

本发明专利技术属于一种超声无损检测的装置，其特征在于它在普通超声探伤仪和个人计算机之间提供了一个简单的适配器。它是由检测信号调整和峰值检测电路，闸门信号电路和控制信号电路，模数转换板以及接口板所组成，在计算机程序的控制下，将普通探伤仪的Ａ扫描或Ｃ扫描信号转换为８比特数字信号送入个人计算机进行显示和作进一步处理，使普通探伤仪获得智能探伤仪才能完成的功能。它既保留了被连接的普通探伤仪的所有功能和操作规程，又无需更动普通探伤仪的电路和结构。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种超声无损检测的装置。目前，在超声无损检测仪器中，已发展起许多种智能化探伤仪。这类仪器使探伤过程逐步定量化和规范化。但大量使用的现役探伤仪多是普通探伤仪，例如国产CTS系列探伤仪。这类普通探伤仪在测量中仅使用摸拟信号。仪器对超声探头接收到的信号进行放大，检波后，利用示波管直接显示在荧光屏上，供操作人员判读。有些探伤仪还附有缺陷报警电路，可输出1比特的报警信号。这类仪器已十分成熟。在工业无损检测领域得到广泛的应用。但是在使用这类仪器时，操作人员的主观因素影响较大。并且，不易保存检测的原始数据。近年来发展起来的数字式超声波探伤仪，又称智能化探伤仪，克服了上述缺点。它们利用模数转换技术(A/D)，和数模转换技术(D/A)，将已放大检波了的模拟检测信号转换成数字信号，并利用一个微处理器，或称单片机，进行处理，应用事先预置的程序，获得检测结果。这在相当程度上减弱了检测过程中人为因素的影响，提高了检测精度，也便于检测结果资料的保存。但是，这类仪器，在仪器面板设置，操作方法上与上述的传统普通探伤仪差别较大，在使用上颇感不便。并且，由于价格与体积限制等因素，使用单片机处理信息，限制了仪器对数据处理和存贮的能力。本专利技术目的在于提出了一种由逻辑控制电路、模拟信号调整电路，模数转换电路和对计算机的输入输出接口电路所组成适配器。用它连接普通超声探伤仪与个人计算机(PC机)，使整个系统获得智能化探伤功能。在本专利技术中，对被检测信号，采用记录其峰值的方法，它可以与目前在超声无损检测中广泛使用的A扫描、C扫描等检测方法相适应。因为在这些方法中，也都是利用被检测信号的峰值。其优点还在于电路简单，并可以应用价格低廉的采样频率不大于500KHz的A/D转换器。此外，由于只记录被检测信号的峰值，因此，数据量小，数据的记录和处理都快，即检测速度高。同时，本专利技术对于逻辑时序控制，采用探伤仪的工作重复频率信号作为同步信号。个人计算机以查询方式探查同步信号，并协调和控制整个检测系统的工作。由于采用了这种一一对应的同步工作方式，确保了所记录下的数据的准确性。本专利技术的工作原理如下。对探伤仪，要求两种信号。一种是探伤仪的检测输出高频信号。另一种是探伤仪的工作重复频率信号，或称为同步信号。它们是适配器的输入信号。检测输出高频信号是一种经超声换能器接收，探伤仪内部的放大器放大后的输出信号。该信号通常是送给探伤仪自身的显示器或其它外接的显示器显示。现在，除仍送原来的显示器显示外，还从探伤仪引出该信号并通过高频插口(4)送入本适配器的检测信号调整和峰值检波电路(1a)，如附图说明图1和图2所示。它经过幅度调整(9)、(10)、(11)后经峰值检波(12)，电平调整电路(13)，连接口(5)，送入A/D变换电路(2)。按8比特量化，从I/O接口(3)送入个人计算机。在计算机程序的控制下，峰值检波和数据记录均由同步信号在时序上协调。记录下的数据一方面直接送个人计算机彩色显示器屏幕上作准实时显示。同时，也由计算机送外设，或作打印输出，或记录入磁盘。可由用户自行编制软件，对测试结果进入深入的分析，实现缺陷的判别，缺陷位置，尺寸大小的确定，测试结果的保存等功能。同步信号是探伤仪的工作重复频率信号，用来同步本适配器的控制系统，探伤仪和个人计算机的工作。从探伤仪获取同步信号的方式有两种，用波段开关K3-K3′来切换。第一种方式适用于已具备同步输出插口的探伤仪。这时可直接从其同步信号输出插口获取同步信号。但国产普通探伤仪一般都没有同步信号输出插口，然而必有超声激励脉冲输出插口。对这类探伤仪可采用第二种方式，即用超声探头的激励信号作为同步信号，利用一个三通接头通过高频插口(6)送入本专利技术的同步信号电路，如图4所示。第二种方式是一种较常用的方式。除上述两种输入信号外，本专利技术还可接受起动信号或终止信号来控制整个检测系统工作的开始和停止。这两种信号专为C扫描探伤工作方式而设。在C扫描工作方式中，超声探头在空间扫查一个规定的面积，检测到的数据必需与被检测点的空间位置相对应。因此，起动信号和终止信号，实质上是空间同步信号，而前述同步信号是时间同步信号。起动信号和终止信号可用两种方式输入适配器。第一种是手动方式，按动开关K1给出起动信号，按动开关K2给出终止信号;第二种是自动方式，即采用程序命令个人计算机发出。起动、终止信号分别由S，R送入本专利技术的同步控制电路(1b)，如图1所示。在A扫描工作方式中，可以用也可以不用起动和终止信号。但使用起动信号和终止信号可以确保计算机和适配器的同步控制电路图1(1b)处于正确的工作状态。本专利技术有三种输出信号。一种是8比特数字化被检测信号。这在前面已提及;第二种是采样数据有效信号。当本专利技术完成一次A/D转换后，发出该信号通知计算机读数。如图3(P)所示;第三种是数据记录开始信号(Q)，只有在接收到该信号后，计算机才开始记录数据。各输入信号，输出信号间的关系以及计算机工作流程图分别如图8和图9所示。由于元器件及个人计算机工作速度的限制，本专利技术适用于换能器工作频率可达到2千赫兹的情形。这已覆盖了绝大多数普通探伤仪的工作范围。而使用波形采集工作方式的智能探伤仪的工作重复频率仅几十赫兹。本专利技术工作频率可高达2千赫兹，这就与它相比十分有利于提高探伤工作速度。实现本专利技术的具体技术方案在于采用叁块集成电路插板和一些调节旋钮组成。插板分为控制和信号插板(1)，个人计算机I/O插板(3)，高速模数转换插板(2)。调节旋钮包括外接同步信号输入方式选择(K3-K3′)闸门延迟(W8)闸门宽度调节(W9)、输入衰减调节(W1)、输出满度校正(W4)、输出零点调整(W3)等，如图7所示。各插板需用+5v，+12v，-12v三种直流电源，为节省器件，均由微机电源供电。当然，另配电源亦可。控制和信号插板如图1(1)所示，它由检测信号调整和峰值检测电路(1a)，同步控制电路(1b)和闸门信号电路(1c)所组成。它们的具体电路分别如图2、图3和图4所示。其中，信号调整和峰值检测电路(1a)是由限幅电路(9)，衰减电路(10)，放大电路(11)，高速峰值检波电路(12)以及低频放大电路(13)构成。而高速峰值检波电路(12)又是由调零电路(电阻W3，R18和R19)，调满度电路W4，充电电路BG4，BG5放电电路，集成MOS跟随器(IC01)和检波保持电容C9所组成，其中电容C9的数值在10PF至1000pf之间;放电电路是由三极管BG6，单稳态电路(IC06/1，2)和门电路(IC07/3)，(IC08/5)组成;集成MOS跟随器(IC01)有10MΩ以上的高输入阻抗，用以提高峰值检波的精度。同步控制电路(1b)是由启动，终止电路和峰值检波充放电控制电路组成。其中，是由按钮开关(K1，K2)，整形电路(IC03/1，2)，D触发器(IC04/1，2)组成的起动，终止电路，输出控制信号(Q)。而按钮开关(K1，K2)所产生的信号可以由其它外加的控制信号来代替。同时，由双单稳态电路(IC06/1，2)，门电路(IC07/2，3)，(IC08/5，6)模拟开关电路(IC05/1，2)组成峰值检波充放电控制电路，它在探伤仪同步信号控制所产生的闸门信号(f)和由个人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在超声无损检测中连接超声探伤仪和个人计算机之间的适配器，其特征在于它包含有模拟信号调整和峰值检测电路（１ａ），同步控制电路（１ｂ），闸门信号电路（１Ｃ），模数转换器（２）和个人计算机接口板（３）所组成，它将普通探伤仪已经放大了的接收信号，在探伤仪自身同步信号与个人计算机的控制下，通过高频插口（４）送入本适配器的检测信号调整和峰值检测电路（１ａ），它经过幅度调整（９）、（１０）、（１１）后经峰值检波（１２），电平调整电路（１３），连接口（５）送入Ａ／Ｄ变换器（２）按８比特量化，从输入输出接口板Ｉ／Ｏ（３）送入计算机进行处理，显示和存贮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈建中，张吉民，邓京军，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]