[发明专利]电磁超声相控阵检测系统

说明书

本申请公开了一种电磁超声相控阵检测系统，包括现场可编程门阵列FPGA、高压脉冲激励模块、ADC模数转换器、八阵元超声传感器及信号采集显示模块，其中，FPGA用于输出控制信号，以控制高压脉冲激励模块产生高压激励信号与激励时序；ADC模数转换器，用于将高压激励信号转换为激励模拟信号；八阵元超声传感器，用于在激励模拟信号及激励时序作用下产生超声波，及接收试样的回波；信号采集显示模块，用于采集八阵元超声传感器接收的回波，并显示根据回波生成的试样的检测结果。该检测系统集电磁超声和超声相控技术于一身，实现了对超声声束的聚焦与偏转，实现了超声信号的精准激励和接收，极大地提高了检测分辨率。

技术领域

本申请涉及金属材料无损检测技术领域，尤其涉及一种电磁超声相控阵检测系统。

背景技术

超声检测技术因灵敏度高、检测范围广、抗干扰能力强、缺陷定位准确、检测速度快、对人体无害等特点，得到了工业现场的广泛应用。随着信息化技术的快速发展，超声相控阵实现了高速、全方位、多角度和动态聚焦等特性，成为了超声领域中一个新兴发展的研究热点。

常规的超声相控阵检测技术分为压电超声相控阵和电磁超声相控阵，压电超声相控阵检测灵敏度高，但需要耦合剂，会对有些检测材料造成污染和受环境温度的限制；而电磁超声相控阵检测技术非接触、无需耦合剂的特性使其成为了无损检测技术的热门方法，且电磁超声可以同时激励处纵波、横波、Lamb波等，利用不同类型的超声波可以实现不同缺陷的检测。

但是，国内外对电磁超声相控阵技术的研究大多是利用Lamb波对材料表面缺陷进行探伤研究，对于利用横波和纵波对材料内部缺陷检测的研究较少，造成微小缺陷信噪比低、检测角度单一和分辨力不足的问题。

发明内容

本申请提供了一种电磁超声相控阵检测系统，以解决目前电磁超声相控阵技术存在微小缺陷信噪比低、检测角度单元和分辨力不足的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种电磁超声相控阵检测系统，包括现场可编程门阵列FPGA、高压脉冲激励模块、ADC模数转换器、八阵元超声传感器及信号采集显示模块，其中，

所述现场可编程门阵列FPGA，用于输出控制信号，以控制高压脉冲激励模块产生高压激励信号与激励时序；

所述ADC模数转换器，用于将所述高压脉冲激励模块输出的高压激励信号转换为激励模拟信号；

所述八阵元超声传感器，用于在所述激励模拟信号及所述激励时序作用下产生超声波，及接收试样的回波；

所述信号采集显示模块，用于采集所述八阵元超声传感器接收的回波，并显示根据所述回波生成的所述试样的检测结果。

可选的，所述高压脉冲激励模块包括控制器、激励模块与升压模块，其中，

所述控制器，用于发射控制信号，所述控制信号为方波信号与脉冲激励；

所述激励模块，用于接收所述脉冲激励，并通过隔离器将所述脉冲激励的激励时序与高压激励隔离；

所述升压模块，用于接收并提高所述方波信号的电压。

可选的，所述八阵元超声传感器包括外保护壳及设置在所述外保护壳内的前置放大器、磁铁、多个阵元及羰基铁粉，其中，

所述前置放大器用于对所述ADC模数转换器输出的激励模拟信号进行放大；

多个所述阵元设置于所述磁铁与所述羰基铁粉之间，所述磁铁靠近所述前置放大器。

可选的，所述外保护壳内设有磁铁固定架与卡槽，所述前置放大器与所述磁铁分别固定于所述磁铁固定架上，所述阵元与所述羰基铁粉分别固定于所述卡槽内。