超声波无损探伤器制造技术

超声波无损探伤器。钢管在生产和加工的过程中，其内部或者外部会产生分层、裂纹等各种缺陷；在检验生产的钢管是否合格时，需要进行探伤检验。本产品其组成包括:壳体（1），所述的壳体内装有可编程逻辑控制器件CPLD（2），所述的可编程逻辑控制器件CPLD连接光电耦合电路(3)、单片机MCU（4）、数据存储器RAM(5)，所述的单片机MCU连接通讯接口电路(6)，所述的光电耦合电路通过超声激磁电路（7）连接探头(8)，所述的探头通过并联限幅保护电路(9)连接放大电路(10)，所述的放大电路通过滤波电路（11）连接检波电路（12），所述的检波电路通过A/D转换电路（13）连接所述的数据存储器RAM。本实用新型专利技术用于超声波无损探伤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声波无损探伤器。
技术介绍
钢管在生产和加工的过程中，其内部或者外部会产生分层、裂纹等各种缺陷；在检验生产的钢管是否合格时，需要进行探伤检验。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种利用超声波进行探伤，可以在不损伤被检测对象的内部结构的前提下进行检测的超声波无损探伤器。上述的目的通过以下的技术方案实现一种超声波无损探伤器，其组成包括壳体，所述的壳体内装有可编程逻辑控制器件，所述的可编程逻辑控制器件连接光电耦合电路、单片机、数据存储器，所述的单片机连接通讯接口电路，所述的光电耦合电路通过超声激磁电路连接探头，所述的探头通过并联限幅保护电路连接放大电路，所述的放大电路通过滤波电路连接检波电路，所述的检波电路通过A/D转换电路连接所述的数据存储器。所述的超声波无损探伤器，所述的数据存储器连接所述的可编程逻辑控制器件， 所述的可编程逻辑控制器件连接所述的A/D转换电路，所述的单片机连接所述的可编程逻辑控制器件，所述的通讯接口电路连接所述的单片机。有益效果I.本技术以超声探伤理论为基础，利用可编程逻辑控制器件CPLD强大的逻辑处理功能结合单片机作为系统的核心，实现了超声波探伤。本技术采用了模块化设计方案，提高了系统的可靠性；在主控芯片上选择了低成本的单片机和可编程逻辑控制器件CPLD，提高了系统开发的灵活性。附图说明图I是本产品的结构示意图。图2是附图I中并联限幅保护电路图。图3是附图I中并联限幅保护电路图。图4是附图I中放大电路图。图5是附图I中滤波电路图。图6是附图I中检波电路图。具体实施方式实施例I :一种超声波无损探伤器，其组成包括壳体1，所述的壳体内装有可编程逻辑控制器件CPLD2，所述的可编程逻辑控制器件CPLD连接光电耦合电路3、单片机MCU4、数据存储器RAM5，所述的单片机MCU连接通讯接口电路6，所述的光电耦合电路通过超声激磁电路7连接探头8，所述的探头通过并联限幅保护电路9连接放大电路10，所述的放大电路通过滤波电路11连接检波电路12，所述的检波电路通过A/D转换电路13连接所述的数据存储器 RAM0所述的超声波无损探伤器，所述的数据存储器RAM连接所述的可编程逻辑控制器件CPLD，所述的可编程逻辑控制器件CPLD连接所述的A/D转换电路，所述的单片机MCU连接所述的可编程逻辑控制器件CPLD，所述的通讯接口电路连接所述的单片机MCU。实施例2:实施例I所述的超声波无损探伤器，如附图2所示的超声波激励电路是在窄脉冲控制信号的作用下，产生激励超声波探头的高压脉冲信号而实现超声波的发射。在实际超声探伤中，一般将高压(几百伏)窄脉冲加到探头压电晶片的两端，引起压电晶片的周期性机械变形，从而形成超声波脉冲。电压越高，电能转换为声能的效率就越高，本系统采用的是400V的闻压|旲块具体超声波激励电路。实施例3 实施例I所述的超声波无损探伤器，如附图3所示的并联限幅保护电路是由于探头是收发一体的，探头激励高压将输入到接收通道。如果不能对此信号进行限幅，将损坏接收通道电路元件，并使接收通道在激励脉冲之后一段时间不能正常接收缺陷信号，从而造成对钢管近表面探伤误判。本系统采用并联限幅保护电路，由于在系统的设计中采用的是单探头，而发射电压的幅值高达几百伏，为了保护放大电路工作器件的安全，必须采用限幅电路。二极管D3和D4分别对正向和负向大脉冲信号进行限幅，保护了接收通道，提高了接收通道后续电路的反应灵敏度。由于超声信号频率较高，这要求二极管D3和D4具有较高的反应速度和承受约400V反向电压。图中电容C主要的作用是隔直，设计中选用了 O. 01 μ f 的陶瓷电容。实施例4 实施例I所述的超声波无损探伤器，如附图4所示的放大电路是由于超声波探头接收回来的信号幅度十分微弱(一般几十毫伏)，为了将信号放大到采集卡合适的量程中， 需要对信号进行放大或衰减。为了对信号幅度进行定量评定，首先要求放大器的输出电压与输入电压成线性关系。为了能够测量幅度的变化值，在接收的信号进入放大器前，先经过已校准的衰减器，以便对信号幅度定量调节，用于不同信号幅度比较。由衰减器、增益控制接口和增益放大器三部分组成。信号经衰减器衰减后，再通过定增益放大器放大。衰减器的精度为±2%。超声波回波信号在未经放大时幅值仅O. 2V，且含有大量的噪声，信噪比(SNR)较低，从波形上很难辨别出缺陷回波和底面回波。经过带通滤波器滤波和AD603放大后信号的幅值有2V左右，信噪比得到很大提高，能够比较清晰的辨别出缺陷回波的波形。当AD603输出端VOUT与反馈端FDBK接上反馈电阻时，Gain (dB) =40 Vg +20;此时增益范围为OdB +40dB，本设计中通过调节可变电阻把放大倍数变为10倍。实施例5 实施例I所述的超声波无损探伤器，电路如附图5所示的滤波电路是在回波信号中，有效信号的频率为超声波探头的固有频率，但是在接收信号中存在了各种频率成分的杂波信号，因此在对信号进行模数转换之前，需采用滤波器对信号中的杂波进行滤除。滤波器是一种允许具有特定频率范围的信号通过，并且衰减其他所有信号的设备。一个理想的滤波器在它的通带内的所有频率有一个理想的增益，在它的通带以外的所有频率的增益为零，因此被广泛地应用于从复杂信号中提取所期望的频率部分，并且滤掉不期望的频率部分。设计中我们利用集成运放MAX4104构成二阶压控电压源带通滤波电路，用以对信号放大过程中引入的噪声进行控制。实施例6 实施例I所述的超声波无损探伤器，如附图6所示的检波电路是为了获得被检测物体的检测信息，就需要对回波信号进行解调。在探伤仪中主要是需要幅值调制信息，故需采用幅值解调。幅值解调就是从振幅收调制的高频信号中还原出调制信号。常用的检波电路很多，这里采用二极管峰值包络检波电路。实施例7 实施例I所述的超声波无损探伤器，单片机是本设计采用的AT89C51是一款内含 4K字节可编程可擦除的快闪存储器，128个字节RAM、低电压、高性能CMOS结构的8位单片机。采用ANTIEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和快闪存储器组合在单个芯片中，AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波无损探伤器，其组成包括:壳体，其特征是:?所述的壳体内装有可编程逻辑控制器件，所述的可编程逻辑控制器件连接光电耦合电路、单片机、数据存储器，所述的单片机连接通讯接口电路，所述的光电耦合电路通过超声激磁电路连接探头，所述的探头通过并联限幅保护电路连接放大电路，所述的放大电路通过滤波电路连接检波电路，所述的检波电路通过A/D转换电路连接所述的数据存储器。

【技术特征摘要】
1.一种超声波无损探伤器，其组成包括壳体，其特征是所述的壳体内装有可编程逻辑控制器件，所述的可编程逻辑控制器件连接光电耦合电路、单片机、数据存储器，所述的单片机连接通讯接口电路，所述的光电耦合电路通过超声激磁电路连接探头，所述的探头通过并联限幅保护电路连接放大电路，所述的放大电路通过滤波电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢军，罗美淑，马弘伟，刘志宇，陈丽敏，周鹏，
申请(专利权)人：牡丹江师范学院，
类型：实用新型
国别省市：