[实用新型]一种高压阵列超声脉冲激发装置

说明书

技术领域

本实用新型属于超声检测及高频技术领域，具体涉及一种高压阵列超声脉冲激发装置。

背景技术

目前超声探伤所使用的单脉冲信号源都是小功率的，而大坝的混凝土结构以及核电站压力容器的奥氏钢体结构对声波的散射衰减很大，如信号功率不强，将无法检测到回波信号，就不能很好地完成深度探伤检测。

申请号为“201120198403”名称为“一种大功率超声波发生机”的专利申请，公开的是一种大功率超声波发生机，包括380V的电源、整流器、功放I、功放II、合成器和换能器，其特征在于：还包括电压调节器、单片机、信号源、匹配网络，以及电缆，所述电源经过电压调节器微调后进入整流器，整流后的电源经过功放I和功放II输送到合成器，所述单片机通过信号源对功放I、功放II进行控制，所述合成器通过传感器与匹配网络连通，所述匹配网络通过电缆与换能器连通。该实用新型采用了先进的元器件，电路设计为脉冲功率转换多单元一次合成技术，结构简化，性能可靠，具有频率，脉宽和功率协调功能，电流冲击小，输出功率大而稳定，但是输出的是正弦波信号，无法用于超声探伤。

申请号为“200980144195”名称为“脉冲信号发生装置”的专利申请，公开的是一种脉冲信号发生装置，其特征在于：为了在谐振腔发生负阻使三电极高频放大元件集成化，并且为了共用向空间放射电磁波的天线功能构成放射型振荡器，通过使上述三电极高频放大元件短时间进行动作而获得短时间的负阻，发生基于该负阻和上述谐振腔之构造所决定的振荡频率/频率带宽的高频脉冲信号，并同时将其向空间放射。该实用新型具有构造单纯化、高性能化、小型集成化、设计容易化、低耗电化、低成本化的特点，但是属于微波/毫米波段的高频脉冲信号发生装置，功率小，不能达到所需的探伤深度及精确度。

申请号为“201210063255.3”名称为“大功率单脉冲超声信号发生器及其无损探伤的方法”的专利申请，公开的是一种大功率的单脉冲超声波发生器，其特征在于：通过控制单片机产生的PWM波作为控制信号，经过缓冲放大电路对电流进行放大，以达到驱动功率开关管的通断，控制电容充放电的目的，从而控制脉冲激发电路输出所需脉宽的单脉冲信号，定时将脉冲幅度反馈给单片机，对设备空载及过热现象及时采取保护措施，最终经过单脉冲变压器使脉冲幅度大大提升。该实用新型虽然克服了以往脉冲功率源输出功率过低的弊端，但其脉冲宽度不可调，脉冲信号主频无法与任意换能器固有频率达成一致形成谐振，浪费了能量，消弱了探测效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压阵列超声脉冲激发装置，以解决现有技术无法准确、有效地对声波散射衰减比较强介质(如混凝土结构的建筑物、核电站压力容器)进行超声探伤检测的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高压阵列超声脉冲激发装置，包括：FPGA控制模块、与FPGA控制模块相连的若干超声激发模块，以及与各超声激发模块相匹配的超声接收模块；其中所述FPGA控制模块适于输出多路控制信号分别接入各超声激发模块，以使其产生单脉冲超声信号；以及所述FPGA控制模块还适于将产生的同步信号分别发送至各超声接收模块。

进一步，所述超声激发模块包括：

与FPGA控制模块一控制输出端依次相连的脉宽宽度调节器、电平转换模块和脉冲功率变换发射电路；其中所述脉宽宽度调节器适于调节脉冲信号的脉宽；所述电平转换模块适于放大脉冲信号。

进一步，所述脉冲功率变换发射电路包括：

适于产生单脉冲信号的RC电路，适于控制电容充放电的功率开关管，适于放大单脉冲信号的脉冲变压器，以及发射换能器；其中

所述RC电路中电容与电阻串联后的两端分别连接电源正极和地，所述电容与电阻之间节点通过脉冲变压器的初级线圈连通功率开关管的漏极；

所述功率开关管的栅极连接电平转换模块的输出端，并通过相应脉冲信号的电平控制功率开关管关断或导通，且在功率开关管导通后，使所述初级线圈得电导通；所述脉冲变压器的次级线圈耦合得电，使发射换能器工作。

进一步，所述超声激发模块还包括空载及过热保护模块，所述空载及过热保护模块的输入端与脉冲功率变换发射电路的输出端相连；同时

该空载及过热保护模块的输出端与FPGA控制模块的反馈端相连。

进一步，所述超声接收模块还包括接收换能器和接收器；其中所述接收换能器适于在接收器获得同步信号时，接收发射换能器发射的单脉冲超声信号。

进一步，所述多路超声激发模块之间设有电磁屏蔽装置。