[发明专利]声发射检测仪前置放大器

说明书

技术领域

本发明涉及声发射检测仪前置放大器。

背景技术

材料受变形和断裂时所产生瞬态弹性波的现象称为声发射(Acoustic Emission,简称AE)，有时也称为应力波发射。由材料发射出的声音信号包含着反映材料内部缺陷、性质以及状态变化的信息，声发射检测就是接收这些信号，对其进行分析处理，从而推断出材料内部的变化。声发射检测要在某一频率范围内进行，这一范围称为声发射检测“频率窗口”。

飞机在服役过程中外界环境(如气温、湿度、紫外线辐射、酸雨等)作用、表面处理和涂层缺陷、多余物堵塞排水孔等都可能引起局部腐蚀，产生的腐蚀会影响材料的组织结构性能，并产生疲劳裂纹。在第一时间发现各类缺陷并对缺陷进行检测和危害程度评估，对于保障飞机的安全飞行具有十分重要的意义。目前声发射检测仪的前置放大器带宽为100～300KHz，将一些有用的低频特性滤除掉，为此设计一种低频特性的前置放大器显得尤为重要。

发明内容

本发明设计了一款低频声发射前置放大器，其频率在40KHz～200KHz，增益为40dB。

本发明涉及声发射检测仪前置放大器，所述声发射检测仪前置放大器包括放大部分、电源部分和信号隔离部分；

所述原声发射检测仪采用美国物理声学公司的PCI-1型，其附带的前置放大器为28V直流供电，供电电流为0.2A；频率在100～300KHz，传感器接口采用单端和差分两种输入模式，增益20、40和60dB可调；在使用中采用单端模式，即传感器同相端输入，反相端接地；所述放大部分采用二级运放。

进一步地，所述电源部分为采用MC34063芯片构成的开关反压电路，电阻(R5)控制系统的电流，电容(C5)用来设置DC芯片的开关频率；当芯片内部开关管T1导通时，电流经MC34063的1脚、2脚和电感(L2)流到地，电感(L2)存储能量，当T1断开时，续流二极管(D1)导通，电感(L2)经续流二极管(D1)向负载输出负电压；比较器的反相输入端(引脚5)通过外接分压电阻(R6、R7)监视输出电压。

进一步地，所述信号隔离部分采用电容(C7)和电容(C8)隔离直流信号，而电感(L1)和电感(L6)隔离交流信号，在电感(L1)和电感(L6)的末端分别接入一个100uF左右的电容，与电感构成滤波电路，隔掉系统交流分量。。

附图说明

通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中：

图1为本发明的二级运放原理图示意图；

图2为本发明的放大器的波特图；

图3为本发明的MC34063负电源产生电路图；

图4为本发明的幻象电源供电原理图。

具体实施方式

在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。

本发明的前置放大器主要由放大部分、电源部分和信号隔离部分组成：放大部分负责小信号的放大，其设计的好坏直接影响放大器的工作特性；电源部分负责前置放大器的供电，电源的品质也极大影响前置放大器的品质；由于目前前置放大器的信号线与电源线共用一根同轴电缆，信号隔离部分负责将输出的信号和电源隔离开来。

1 放大部分设计

原声发射检测仪采用美国物理声学公司的PCI-1型，其附带的前置放大器为28V直流供电，供电电流为0.2A；频率在100～300KHz，传感器接口采用单端和差分两种输入模式，增益20、40和60dB可调。由于传感器在差分模式下存在灵敏度低、反应迟缓等问题，因此在使用中采用单端模式，即传感器同相端输入，反相端接地。因使用过程中放大器增益采用40dB，所以本发明将前置放大器的增益设计为固定40dB增益。