[发明专利]一种用于宽幅温度区间的超声检测系统

说明书

本发明公开了一种用于宽幅温度区间的超声检测系统，包括压电换能器、发射电路、接收电路、衰减补偿电路、K值修正电路、声速修正电路、A/D转换器、微处理器、电源管理器以及用于检测压电换能器内压电晶片温度的温度传感器；压电换能器位于工件上，发射电路与压电换能器的输入端相连接，压电换能器的输出端及温度传感器的输出端经接收电路与衰减补偿电路的输入端相连接，衰减补偿电路的输出端与K值修正电路的输入端相连接，K值修正电路的输出端与声速修正电路的输入端相连接，声速修正电路的输出端与A/D转换器的输入端相连接，A/D转换器的输出端与微处理器的输入端相连接，该系统能够实现宽幅温度区间内的超声检测，可靠性较高。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种用于宽幅温度区间的超声检测系统。

背景技术

核电、火电、化工等过程性工业，其处理的介质存在高温、高压、易爆、腐蚀等特点，较苛刻的工况对设备安全可靠性提出了较高要求。有限的停机检修时间与设备长周期安全运行存在矛盾，较高温度状态下在线设备检测是化解该矛盾的有效方法。

超声检测因其检测距离大、检测灵敏度高、对人体及环境无害等，在各个行业得到广泛应用，是检测工件内部及表面缺陷的首选方法。但常规超声检测系统由于探头(压电传感器)材料限制，仅能在0～50℃下进行可靠检测，采用耐高温材料制探头最高耐受温度可达到700～800℃，探头与工件接触的过程中温度是一个变化量，声束的衰减及角度的变化不稳定，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于宽幅温度区间的超声检测系统，该系统能够实现宽幅温度区间内的超声检测，可靠性较高

为达到上述目的，本发明所述的用于宽幅温度区间的超声检测系统包括压电换能器、发射电路、接收电路、衰减补偿电路、K值修正电路、声速修正电路、A/D转换器、微处理器、电源管理器以及用于检测压电换能器内压电晶片温度的温度传感器；

压电换能器位于工件上，发射电路与压电换能器的输入端相连接，压电换能器的输出端及温度传感器的输出端经接收电路与衰减补偿电路的输入端相连接，衰减补偿电路的输出端与K值修正电路的输入端相连接，K值修正电路的输出端与声速修正电路的输入端相连接，声速修正电路的输出端与A/D转换器的输入端相连接，A/D转换器的输出端与微处理器的输入端相连接；

微处理器与发射电路、接收电路、衰减补偿电路、K值修正电路及声速修正电路相连接，电源管理器与发射电路的电源接口及微处理器的电源接口相连接。

还包括与微处理器相连接的显示器。

衰减补偿电路的实现公式为：

y＝b+k₁x+k₂x²+k₃x³+k₄x⁴+k₅x⁵

其中，b＝7.16688×10^-3，K₁＝-8.70211×10^-5，K₂＝-3.3206×10^-6，K₃＝-1.9988×10^-8，K₄＝-1.75499×10^-12，K₅＝-2.54127×10^-14，x为温度值，y为温度对应下的衰减量值。

声速修正电路的实现公式为：

V_s＝V₀-aT

其中，V_s为不同温度下的横波声速，V₀＝3248m/s，a＝1.0519m/s℃a为随着温度增加，声速变化斜率，T为温度。