[其他]具有计算机程控衰减器的超声探伤仪

说明书

本发明属于超声检测技术设备。主要用于检测固体材料内的缺陷，并确定其位置和大小。

现有的常规超声探伤仪，接收通道的动态范围一般都小于30db，在超声探伤技术中，要使检测工作准确、灵活、得心应手，必须使接收通道的动态范围能达到80db以上。用手动衰减器对回波信号进行衰减，动态范围可扩大到80db以上，工作时，操作人员要频繁地转动衰减器，使超声脉冲保持在接收通道的线性范围内，费工、费时，给操作和随后的计算带来很大不便，并常导致错误。

在目前的超声探伤仪器设备中，解决这个问题的方法有两种：1.采用对数放大器法，这种方法可把动态范围扩大到80db以上，但噪声电平高、测试精度低，已被淘汰。2.给线性放大器加上时间增益控制，此法无上述方法缺点，但动态范围只能做到40分贝，因而还要配有手动衰减器，每次检测，需把检测材料与接收通道动态范围密切配合好才能工作，也费时、费工、容易出错。这种方法可参看对比文献西德-美国，《回声》第31期：“不寻常的超声系统-KB6000”〔Krautkramer-Branson    Company：An    Unusual    Ultrasonic    System-the    KB6000，das/the    ECHO（31）〕P61-P66。

本发明在现有的超声探伤仪内设置了“程控衰减器”。程控衰减器即计算机程序控制衰减器，是用探伤仪内设的微型计算机控制的“程序控制衰减器”自动控制接收通道的灵敏度，动态范围可达80db以上，同时噪声电平低、测量精度高（与放大器一致）。又我们在本发明中同时配备了“峰值检波器”、“声时测量器”、“模数转换器”、“键盘控制器”和“数值显示器”。它们与计算机相配合可直接测出伤的当量及位置，无需人工观测脉冲幅度，实现了测量、计算自动化，避免了观测误差、人工计算的麻烦和错误，所以精度高。如用在智能化超声探伤仪中因无需增设计算机，成本也较现有技术为低。

附图1是具有计算机程控衰减器的超声探伤仪电原理图。

图中1是峰值检波器，2是模数变换器（ADC），3是微计算机，4是程控衰减器，5是声时测量器，6是数字显示器，7是键盘控制器，8是发射电路，9是同步电路，10是水平系统，11是延迟门，12是放大器，13是线性门，14是垂直放大器，15是显示系统，16是超声换能器。

附图2是程控衰减器电原理图。

图中1′是译码器，2′是驱动器、继电器组，3′是精密电阻网络。图中1′由组件74LS174和74LS32组成，2′由组件7406，4N33组成。

本发明是在由发射电路8，同步电路9，水平系统10，延迟门11，放大器12，线性门13，垂直放大器14，显示系统15，超声换能器16及手动衰减器组成的常规超声探伤仪内加上特别设置的峰值检波器1，ADC模数转换器2，计算机及接口部件3，程控衰减器4，声时测量器5，数值显示器6，和键盘控制器7，取代了手动衰减器，以实现自动控制探伤仪灵敏度和自动测量、自动计算伤当量。

常规超声探伤仪工作时，发射电路发射的电脉冲，经发射换能器转换为超声脉冲进入待测固体材料，超声脉冲遇到声阻抗不同发生反射后，由接收换能器接收，发射换能器可兼作接收换能器用，转换为电信号后，由放大器放大，经过线性门、垂直放大器、由显示系统进行显示。然后靠人工观察、测量、判断是否有缺陷，缺陷的大小和位置。由于回波信号幅度变化很大，而放大器动态范围很小，达不到回波信号幅度变化的要求，就需要设置许多衰减器，使回波信号经过衰减后再进入放大器，以保证回波信号工作在接收通道的线性区，使检测工作正常进行。本发明新增加的部分代替了人工的观测、判断，“手动衰减器”和人工测量、计算。保证了放大器的动态范围能与回波信号的幅度变化相配合，实现了测量自动化。工作原理如下：由线性选通门13选出的回波信号，用峰值检波器1将其最大值制，并保持此值直至下一个同步信号将其释放为止。在此期间“模-数变换器2”将此直流信号变换为数字信号并传给微型计算机3，后者根据这一信号的数值和予先存入的程序要求，计算出衰减器应取的值并发出指令，使“程控衰减器”4按此值执行。“程控衰减器”值的改变使加到放大器输入端信号幅度做相应的改变，线性门13选出的脉冲幅度值亦跟随改变。如此执行一次或若干次，必将使探伤仪的灵敏度处于予期的最佳状态。

声时测量系统5在探伤仪灵敏度进入所希望的状态时，测出所选出脉冲的传播时间（声时），以数字量传给微计算机3，由后者根据程序要求算出必要的参数（声程、时差、距离、厚度、深度、水平距等）。