[发明专利]基于超声衍射时差法原理的便携式超声波检测仪

说明书

技术领域：

本发明涉及一种超声波检测仪。

背景技术：

现有的超声波检测仪，由于结构和工作原理等原因，成本高、效率低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结构合理，低成本、高效率、安全有效的基于超声衍射时差法原理的便携式超声波检测仪。

本发明的技术解决方案是：

一种基于超声衍射时差法原理的便携式超声波检测仪，其特征是：包括超声发射接收模块，超声发射接收模块与模拟信号处理模块连接，模拟信号处理模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块与数字信号处理模块连接；一个编码器接口电路与编码信号处理模块连接，编码信号处理模块与数字信号处理模块连接；数字信号处理模块与通讯电路连接，通讯电路与嵌入式计算机平台连接，人机接口电路、网络终端、显示终端与嵌入式计算机平台连接，嵌入式计算机平台与电源管理电路连接。

本发明结构合理，完全基于超声衍射时差法(TOFD)原理进行设计，按照行业标准规定，适用于低碳钢或低合金钢材料，厚度范围在12毫米～400毫米的平板对接焊缝检测，是一种低成本、高效率、安全有效的焊缝无损检测仪器。

本发明采用“PCI/104主机+超声电路板”的结构，仪器内部总线方式为USB总线。PCI/104主机板选用低功耗型号，安装嵌入式WINDOWS操作系统，仪器软件运行在操作系统中。超声电路板为自主研发的专业超声电路板，具备超声发射、超声接收、模拟信号处理、信号采集、时序逻辑控制、电源管理、USB总线通讯等功能。超声电路板与PCI/104主机板之间通过USB总线进行通讯，传输控制指令和数字化超声波数据。

仪器软件的开发基于嵌入式WINDOWS平台，操作界面美观、操作方便。仪器软件由用户操作确定仪器的工作状态，并将操作指令通过USB总线传送到超声电路板中；超声电路板依据操作指令进行超声激发、超声信号接收、超声信号的放大滤波等预处理、超声信号的数字化采集等工作，最后将数字化的超声信号通过USB总线实时传输到PCI/104主机板中。仪器程序将PCI/104主机板接收到的数字化的超声信号(A型扫描波)实时显示在仪器显示屏上，并结合位置传感器数据信息将A型扫描波信号转换成D型(或P型)扫描图像。

本发明还配备数据离线分析软件，供操作者对检测数据实施进一步的分析。离线分析软件可安装在任何一台具有WINDOWS XP操作系统的PC机上，操作者将检测仪中保存的数据通过网络端口、读卡器或U盘导出并存入上述PC机内，即可使用离线分析软件对检测数据进行分析。离线分析软件提供了更方便的TOFD图像处理方法，并有软件提高增益、去除图像直通波等功能，自动生成的双曲线光标可以帮助用户更精确地测出所检测对象(一般是平板对接焊缝)中的缺陷类型、深度、长度、高度等参数。

本发明检测仪的附件包括一套安装超声探头和位置传感器的扫查架。扫查架配备磁性轮，可以吸附在钢铁工件表面，结合探头安装支架为超声探头提供检测工作时需要的稳定耦合状态，使检测工作更有效。扫查架上安装的位置传感器随着探头的移动而向检测仪发送位置数据，以使主机可生成扫描图像。

本发明检测仪的供电方式包括仪器外部19V直流电源和仪器内置锂电池两种，其中仪器内配备的高容量锂电池可保证仪器在工作现场连续工作6小时以上。

本发明检测仪主机性能指标满足国内常规超声检测仪的性能标准，以及欧盟标准。其中对于国内标准规定的常规五大性能，主机的指标为：

水平线性误差    ≤1％

垂直线性误差    ≤3.5％

动态范围        ≤36dB

分辨力          ≤32dB

灵敏度余量      ≤57dB

仪器的其它性能指标为：

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示图。

具体实施方式：

一种基于超声衍射时差法原理的便携式超声波检测仪，包括超声发射接收模块1，超声发射接收模块与模拟信号处理模块2连接，模拟信号处理模块与A/D转换模块3连接，A/D转换模块与数字信号处理模块4连接；一个编码器接口电路5与编码信号处理模块6连接，编码信号处理模块6与数字信号处理模块4连接；数字信号处理模块4与通讯电路7连接，通讯电路7与嵌入式计算机平台8连接，人机接口电路9、网络终端10、显示终端11与嵌入式计算机平台8连接，嵌入式计算机平台8与电源管理电路12连接，电源管理电路12由高容量锂电池13供电。