[发明专利]一种相控阵无损探伤装置和系统

权利要求书

1.一种相控阵无损探伤装置，包括：FPGA主控模块、发射模块、探头连接模块、信号调理模块，其中，

所述发射模块用于在所述FPGA主控模块的控制下，向所述探头连接模块发射高压脉冲信号；

所述探头连接模块用于在所述FPGA主控模块的控制下以及所述高压脉冲信号的驱动下，激励相控阵中的换能器阵元以各种组合发射高频超声信号进行无损探伤；

所述信号调理模块用于在所述FPGA主控模块的控制下，对通过所述换能器接收的回波信号进行信号调理；

所述FPGA主控模块用于对进行信号调理后的数字回波信号进行波束形成处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发射模块包括多路高压脉冲发生器，所述探头连接模块包括多个高压模拟开关：

所述多路高压脉冲发生器用于在所述FPGA的控制下向所述多个高压模拟开关发射高压脉冲信号；

所述多个高压模拟开关用于在所述FPGA主控模块的控制下以及所述高压脉冲信号的驱动下，其中的一部分高压模拟开关闭合，以激励相控阵中的与闭合的高压模拟开关相连接的换能器阵元以各种组合发射高频超声信号进行无损探伤。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述FPGA主控模块以菊花链形式的控制字对所述高压模拟开关进行控制。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述高压模拟开关的数量是所述高压脉冲发生器的数量的整数倍，闭合的高压模拟开关的数量与所述高压脉冲发生器的数量相等。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号调理模块包括：

低噪放大器，用于对所述回波信号进行低噪声放大；

时间增益控制模块和可编程增益放大模块，用于对低噪声放大后的回波信号进行时间增益控制和可编程增益放大；

低通滤波器，用于对时间增益控制和可编程增益放大后的回波信号进行低通滤波；以及

模拟数字转换器，用于将低通滤波后的回波信号从模拟信号转换成数字信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号调理后的数字回波信号以低压差分信号的电平形式送入所述FPGA主控模块。

7.根据权利要求1所述的装置，还包括：

数字信号处理器，用于对波束形成后的数据进行处理。

8.一种相控阵无损探伤系统，包括如权利要求1-7之一所述的相控阵无损探伤装置，所述系统还包括：阵列换能器，其与所述多个高压模拟开关相连接，用于在所述高压模拟开关闭合的情况下发射高频超声信号进行无损探伤，并且用于接收被探查目标的回波信号。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括：处理终端，其通过有线或无线形式与所述相控阵无损探伤装置相连接，用于配置所述相控阵无损探伤装置的工作模式。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理终端用于

将所述工作模式配置为纵波成像模式或横波成像模式，并且用于生成所述波束形成的系数并将其传送给所述FPGA主控模块；或者

用于将所述工作模式配置为全数据采集模式，所述信号调理后的数字回波信号被送入所述数字信号处理器或所述处理终端以进行处理。