[实用新型]一种便携式超声波探伤仪

说明书

本实用新型属于探伤设备。主要用于铁路上钢轨轨头及轨腹各种裂纹的检查与校对，亦适合在其它野外条件下作一般金属内部缺陷的检查用。

现有同类设备采用示波管。示波管的体积和功耗较大，用蓄电池供电的这类设备常有40－50公斤重，当列车接近时，检查人员一人很难将这种设备撤离线路，检查人员和设备的安全性差。由于现有设备依靠荧光屏的波高来反映伤损程度，检查人员边看屏幕边观察线路状态，使得判伤困难。钢轨在低温下易折损，在一些寒冷地区，冬季气温低达－40℃，而一般现有设备只能工作到－10℃即失灵。

本实用新型是针对上述问题而专门研制的一种便携式超声波探伤仪。

本实用新型主要在以下部分作了改进：改变了现在设备中采用示波管，依靠荧光屏的波高来反映伤损程度的作法，而采用发光二极管阵列的变速扫描，缺陷的深度可在发光二极管阵列显示屏上依照亮点附近的厘米刻度直接读出，分率可达5毫米。同时，由于采用了回波比较门，本实用新型可用不同的音频信号来反映不同的缺陷回波幅度，检查人员可凭听觉估计出缺陷的严重程度。本实用新型还增加了闸门边缘取出电路和加闪电路，这样便可以在显示屏上得到闪烁的发光二极管亮点，以显示报警闸门的边缘，这给探伤工作人员带来了方便。

下面，结合附图来详细说明。

图1    为面板布置图。（1）为发光二极管阵列显示屏。

图2    为收发板电路图。稳压器（2）采用集成块7806；逆变器（3）是由两个8AX81三极管组成的共发射极推挽式逆变器；整流器（4）为倍压整流电路；时钟电路（5）由一场效应管3D04及一电感，组成电感三点式振荡器，并由另一同型号的场效应管组成源极跟随输出电路；（6）是1：1000的分频器，采用集成块CD4060；可控硅推动电路（7）由晶体管（3DG6）射极跟随器组成；超声发射电路（8）采用可控硅3CT3K；（9）为四级接收放大电路；（10）为检波放大电路，G₁～G₆为晶体管3DG6C；计数开关（11）由集成块CD4011组成。上述电路均为已有技术。

图3为显示板电路图。显示板由个位及十位计数器（12）、显示与门（13）、数位与门（14）及显示开关（15）组成。个位与十位计数器（12）由2个集成块CD4017组成，显示与门（13）采用集成块CD4081，数位与门（14）采用集成块CD4081，显示开关（15）由R－S触发器和CD4043构成。这些基本电路均为已有技术。

本实用新型所采用的数字变速扫描显示的基本原理，是将发射超声后的检测时间分为若干等份（每等份约数微秒）。每个R－S触发器“管辖”自己所对应的时间段，每个时间段内有一发光二极管。所有发光二极管（1）横向排列，两侧有以超声横波和纵波在钢中的声程为对应的厘米刻度。这样，检测人员根据亮点附近的刻度，不用换算便可以直接读出缺陷的深度。

第一个发光二极管一般用来表示第一个时间段，即发射脉冲的有无；其它的发光二极管依次显示自己所“管辖”的时间段，即显示声波在传播过程中依次经过各段范围中有无圈波出现。在显示分辨率要求较高的范围（如钢轨检测中所谓的“一次波”范围内，采用的时间段较短；分辨率要求不高的地方（如“二次波”范围内），采用的时间段较长；而声波在探头内传播时，则不予显示。这样在一次扫描中就形成了独特的数字变速扫描，从而用少量的发光二极管既满足了较大的显示范围，同时又使某些重要区段具有较高的显示精度。

图4为逻辑板电路图。它由回波比较器（16）、报警电路（17）、报警闸门（18）、边缘取出电路（19）、加闪电路（20）和显示比较器（21）组成。