检查装置制造方法及图纸

一种利用脉冲压缩技术的检查装置，其中信号发生器产生一个含有信号Ｓａｐ（ｔ）、Ｓａｑ（ｔ）、Ｓｂｐ（ｔ）和Ｓｂｑ（ｔ）的复合发射信号，并通过探头将复合发射信号发射到物体。第一相关器对回波信号Ｒａｐ（ｔ）、Ｒａｑ（ｔ）、Ｒｂｐ（ｔ）和Ｒｂｑ（ｔ）进行相关操作，以提供相关结果Ｃａａｐ（ｔ）、Ｃａａｑ（ｔ）、Ｃｂｂｐ（ｔ）和Ｃｂｂｑ（ｔ）第二相关器对上述相关结果Ｃａａｐ（ｔ）、Ｃａａｑ（ｔ）、Ｃｂｂｐ（ｔ）和Ｃｂｂｑ（ｔ）。再进行相关操作，以提供压缩脉冲Ｃａａｐｐ（ｔ）、Ｃａａｑｑ（ｔ）Ｃｂｂｐｐ（ｔ）和Ｃｂｂｑｑ（ｔ）。这些结果由加法器相加，以提供一个具有幅度的大的主瓣和幅度小的旁瓣的复合压缩脉冲Ｃ。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用超声波、电磁波或其它类似原理的检查装置，尤其涉及一种采用脉冲压缩方法进行超声波无损探伤的装置。上述这类传统的检查装置，在下列文献A、B、C中都已作了披露。文献AB.B.Lee和E.S.Furgason合著“高速数字戈莱码裂缝检测系统”，发表于《ProceedingsofIEEEUltrasonicsSymposium》，1981年，第888-891页。文献BB.B.Lee和E.S.Furgason合著“超声波非破坏性检查的相关裂缝检测系统评价”，发表于《IEEETransactionsonSonicsandUltrasonics》，SU-29卷，第6期，1982年11月，第359-369页。文献CB.B.Lee和E.S.Furgason合著“高速数字戈莱码裂缝检测系统”，发表于《Ultrasonics》1983年7月，第153-161页。现参照附图说明图1解释现有技术的构成。图1以一张方框图说明上述文献C中所介绍的一种利用超声波的检查装置。图1的检查装置包括信号源1，间接连接至信号源1的数字延迟线2，间接连接至信号源1和数字延迟线2的双向转换器3，连接至双向转换器3的发射器4，同样间接连接至信号源1和数字延迟线2的双向转换器5，超声探头6，接至超声探头6、发射器4和双向转换器5的模拟相关器7，接至模拟相关器7的显示器8以及系统控制单元9。注意，超声探头6应浸入一个盛水的容器里，受检件S应放置在盛水的容器中面对超声探头6的位置上。还须注意，模拟相关器7由接至超声探头6和双向转换器5的乘法器7a以及接至乘法器7a的积分器7b组成。此外，诸如“与非”门一类的逻辑电路介入于信号源1与双向转换器3和5之间，以及在数字延迟线2与双向转换器3和5之间。系统控制单元则接至上述有关组件，以便控制系统。现参照图2和图3来解释图1所示的现有技术的工作。图2和图3为两张波形图，分别表示由文献B所述的检查装置所提供的发射信号和压缩脉冲信号。图2中，横坐标以“位”单位表示，假定单位时间对应于“位”的单位，则横坐标的单位即可视为时间单位。在文献B中，对应于单位“位”的单位时间以δ表示。因此，图2中发射信号的脉冲持续期为63×δ。发射信号由一个具有基波频率并通过特定序列对其幅度编码的信号组成。至于幅度的编码以后再解释，首先解释用于编码的序列。所用序列是一种长度有限的序列，取自最大长度序列(M序列)的一个周期，即一种周期长度为63位的周期性序列。M序列的详细描述见Shoukoudo公司1979年6月29日出版的，由HiroshiMiyagawa，YoshihiroIwatare和HidekiImai三人合著的“编码理论”一书(此书作为本专利技术参考文献D)，第474至499页。M序列是一种具有非限定长度的周期性序列，同时是一种包含两个分量的二进制序列。这两种分量可以根据状态以符号“+”和“-”，数值+1和-1或数值1和0来表示。在图2所示的例子中，有限长度序列用具有63位的周期性长度和非限定的长度的M序列的一个周期来提供。以下将介绍利用M序列或有限长度序列的一个周期对信号幅度进行编码。通过将幅度+1提供给有限长度序列的一个分量，将幅度-1提供给该序列的另一分量，对于每个单位时间δ的幅度可以按该序列两种分量先后出现的次序，用相应的值±1进行调制。调制过的信号可称为幅度编码信号。与图2类似，在图3中，横坐标以位单位表示，如果将位单位视同为时间δ的单位，则横坐标的单位即可读作为时间。以压缩脉冲信号为例，使用的发射信号幅度由长度为64位的有限长度序列来编码，该序列是通过向具有63位的有限长度序列增加一位而达到64位的，用它来产生如图2所示的发射信号。因此，该发射信号的脉冲持续期为64×δ。相应回波信号的脉冲持续期也拥有几乎相同的长度。然而，由图3可见，压缩脉冲信号的大多数能量都集中在图中横坐标(表示时间，几个位×δ)的中心部分。位于横坐标中心处的信号部分具有相当大的幅度，称作压缩脉冲的主瓣。主瓣的脉冲持续期较短。这意味着与发射信号的脉冲持续期相似的，实际上均匀分布于一个长时期的回波信号能量，基本上在时基的一个点上压缩。在主瓣两边的具有较小的幅度的信号称为压缩脉冲所生成的旁瓣。注意图2所示的发射信号是由信号源1产生，并通过数字延迟线2、双向转换器3和发射器4发出的，超声探头6由发射信号驱动发出一种超声波。通过超声探头6发射到容器中水里的超声波，由受检件S反射后，重新返回到超声探头6。由超声探头6接收的回波信号将送到模拟相关器7的乘法器7a中。回波信号具有与发射信号几乎相同长度的脉宽。尤其是，回波信号的能量实际上均匀分布于一个长时期内，几乎与发射信号的脉宽相应(即在图2例子中约为63×δ，在图3例子中约为64×δ)。与上述发射信号相同的另一信号通过数字延迟线2和双向转换器5，送到模拟相关器7的乘法器7a中。模拟相关器7适合于在回波信号与发射信号之间执行相关的操作。该相关操作将使原来与发射信号相等并在一个长时期内沿时基均匀分布的回波信号能量，实际上在时基的一个点上压缩。注意通过这种相关操作获得的脉冲信号称为压缩脉冲。模拟相关器7提供的压缩脉冲被送到显示器8，作为最终结果显示。上述传统检查装置的距离分辨率取决于压缩脉冲主瓣的持续期(简称为压缩脉冲的脉冲持续期)。尽管发射信号的脉冲持续期是长的，但压缩脉冲的脉冲持续期却是短的。因此，可以获得与现有检查装置相等的分辨率，这种检查装置是以脉冲回波方法为基础的采用具有短脉冲持续期的发射信号。另一方面，由于发射信号的脉冲持续期较长，其平均发射能量也较大，而发射信号的平均发射能量增大，S/N比率(信噪比)也增高。同样，采用具有短脉冲持续期的发射信号的方法也可获得如传统脉冲回波方法所取得的较高的信噪比。如上所述，利用有限长度序列的现有检查装置，其分辨率是最佳的，且可获得高的信噪比。当然，回波信号与发射信号之间相关操作的结果，可用一个带τ变量的新函数表示，其方程式如下∫-∞∞S(t-τ)r(t)dt]]>(1)此处，r(t)和s(t)分别表示回波信号和发射信号。此新函数称为相关函数，表示上述的压缩脉冲。如果回波信号r(t)或发射信号s(t)假定在有限时间范围内取零以外的任何值，在有限时间范围外取零值，则以上积分范围(-∞-∞)可限制在有限时间范围内。如上所述，根据传统的检查装置，回波信号与发射信号之间的相关操作，是利用模拟相关器7来执行的。然而，由于模拟相关器7仅包含乘法器7a和积分器7b，故改变方程式(1)中变量τ的操作须另外执行。换句话说，将发射信号s(t)延迟一个τ的操作将由数字延迟线2和系统控制单元9来执行，s(t-τ)输入到乘法器7a，其意义如下。由于改变方程式(1)中变量τ的操作不只在模拟相关器7中执行，这就意味着就相关操作而言，模拟相关器7严格来说不是一个相关器。此外，单个发射将不能提供压缩脉冲的波形(相关函数)。换句话说，就变量τ的某个固定值而言，由单个发射所得到的只不过是压缩脉冲值。为了获得完整的压缩脉冲波形，必须通过对每次发射改变变量τ的值，来重复多次信号发射。因此，这要花费相当长的时间，直至获得压缩脉冲的完整波形。用方程式(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查装置，其特征在于包括：用来产生以相应第一和第二序列｛ａ｝和｛ｂ｝为基础的第一和第二基本单元信号ｇａ（ｔ）和ｇｂ（ｔ），和包括依次排列的分别以所述信号ｇａ（ｔ）与第三序列（ｐ），所述信号ｇａ（ｔ）与第四序列｛ｑ｝，所述信号ｇｂ（ｔ）与所述序列（ｐ）以及所述信号ｇｂ（ｔ）与所述序列｛ｑ｝为基础的第一至第四发射信号Ｓａｐ（ｔ）、Ｓａｑ（ｔ）、Ｓｂｐ（ｔ）和ｓｂｑ（ｔ）的一个合成发射信号Ｓ的发生器装置；用来发射由所述发生器装置产生的复合发射信号Ｓ至物体的发射装置；用来接收从所述物体反射的回波，以提供一个由与所述各个发射信号Ｓａｐ（ｔ）、Ｓａｑ（ｔ）、Ｓｂｐ（ｔ）和Ｓｂｑ（ｔ）相对应的第一至第四回波信号Ｒａｐ（ｔ）、Ｒａｑ（ｔ）、Ｒｂｐ（ｔ）和Ｒｂｑ（ｔ）组成的复合回波信号Ｒ的接收装置；用来对由所述接收装置通过利用一个以所述序列｛ａ｝为基础的第一基准信号Ｕａ（ｔ）所提供的所述回波信号Ｒａｐ（ｔ）和Ｒａｑ（ｔ）进行相关处理，以提供第一和第二相关结果Ｃａａｐ（ｔ）和Ｃａａｑ（ｔ）和用来对由所述接收装置通过利用一个以所述序列｛ｂ｝为基础的第二基准信号Ｕｂ（ｔ）所提供的所述回波信号Ｒｂｐ（ｔ）和Ｐｂｑ（ｔ）进行相关处理，以提供第三和第四相关结果Ｃｂｂｐ（ｔ）和Ｃｂｂｑ（ｔ）的第一相关器装置；用来对由所述第一相关器装置通过利用一个以所述序列｛ｐ｝为基础的第三基准信号Ｕｐ（ｔ）所提供的所述结果Ｃａａｐ（ｔ）和Ｃｂｂｐ（ｔ）进行相关处理，以提供第一和第二压缩脉冲Ｃａａｐｐ（ｔ）和Ｃｂｂｐｐ（ｔ）和用来对由所述第一相关器装置通过利用一个以所述序列（ｑ）为基础的第四基准信号Ｕｑ（ｔ）所提供的所述结果Ｃａａｑ（ｔ）和Ｃｂｂｑ（ｔ）进行相关处理，以提供第三和第四压缩脉冲Ｃａａｑｑ（ｔ）和Ｃｂｂｑｑ（ｔ）的第二相关器装置；以及用来对由所述第二相关器装置所提供的所述压缩脉冲Ｃａａｐｐ（ｔ）、Ｃｂｂｐｐ（ｔ）、Ｃａａｑｑ（ｔ）和Ｃｂｂｑｑ（ｔ）进行相加，以提供一个复合压缩脉冲Ｃ，并借此使所述复合压缩脉冲Ｃ的主瓣电平令人满意的变大，而使其旁瓣电平实际上成为零的加法器装置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：和高修三，永勉，三须幸一郎，小池光裕，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]