[发明专利]多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法

说明书

本发明提供了一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法，包括：探头，所述探头连接发射电路及接收放大电路，所述发射电路及接收放大电路连接通道控制电路，所述接收放大电路及通道控制电路连接多路复用电路，所述多路复用电路通过数据采集线连接数模转换电路，所述通道控制电路通过控制总线连接控制单元，所述数模转换电路连接控制单元，所述控制单元连接探伤仪CPU以及总线接口电路。本发明提供的多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法，实现了高带宽的一对多控制及多通道的高精度同步，数据吞吐量高，能够在短时间完成大量的数据传输工作。

技术领域

本发明涉及工业超声波探伤和测量技术领域，特别是涉及一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法。

背景技术

多通道超声波探伤仪广泛应用于工业自动化超声波探伤中。常规的多通道超声波探伤仪一般需要使用多条信号线来实现同步信号、控制信号和超声信号的传输。其中，控制信号线主要用来控制多通道切换以及设置前置放大参数。控制信号线的数量与通道数量和前置放大级数直接相关。现有技术中，有些探伤仪采用单线传输信号技术来传输同步信号、控制信号和超声信号，但是在很多情况下，受到通道并行工作的影响，单线传输的数据吞吐量就远远无法达到要求。例如，在中厚钢板探伤系统中，采样重复频率最高要求8KHz，数百个通道需要同时探伤，同时还需要实时控制，单线传输无法在短时间内完成大量的数据传输工作。因此，设计一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置及控制方法，实现了高带宽的一对多控制及多通道的高精度同步，数据吞吐量高，能够在短时间完成大量的数据传输工作。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置，包括：后端电路、传输线、多个前端电路及探头，所述探头连接所述前端电路，所述前端电路通过传输线连接后端电路；

所述传输线包括控制总线及数据采集线；

所述前端电路包括多路复用电路、第一PHY电路、通道控制电路及多组发射电路和接收放大电路，所述探头连接所述发射电路及接收放大电路，所述发射电路及接收放大电路连接所述通道控制电路，所述接收放大电路及通道控制电路连接所述多路复用电路，所述通道控制电路连接第一PHY电路，所述第一PHY电路通过控制总线连接所述后端电路，所述多路复用电路通过所述数据采集线连接所述后端电路；

所述后端电路包括数模转换电路、控制单元、第二PHY电路、探伤仪CPU以及总线接口电路，所述多路复用电路通过所述数据采集线连接所述数模转换电路，所述第一PHY电路通过控制总线连接所述第二PHY电路，所述第二PHY电路及数模转换电路连接所述控制单元，所述控制单元连接所述探伤仪CPU以及总线接口电路。

可选的，所述通道控制电路为FPGA或微控制器，所述控制单元为FPGA或微控制器，所述数据采集线为射频模拟信号传输线。

本发明还提供了一种多通道超声波探伤仪同步和数据传输控制方法，应用于上述的多通道超声波探伤仪同步和数据传输装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：控制单元将同步信号和控制信号进行编码，得到编码信息流，并通过以太网传输协议利用控制总线将编码信息流传输至通道控制电路，通道控制电路将编码信息流进行解码，得到解码信息流，并通过CDR技术得到高精度时钟；

步骤2：通道控制电路根据解码信息流同时控制多路发射电路、接收放大电路及多路复用电路，多路发射电路并行发射激励信号到探头上，多个探头并行发射超声波信号，多路接收放大电路并行接收超声波回波，经多路复用电路的协助，将放大后的超声波回波信号通过数据采集线输入数模转换电路；