[其他]改進了計算機控制系統的便攜式超聲波探傷儀

在審

• 申請號: 101985000002284
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1005219B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發明（設計）人: 俞知恩
• 申請（專利權）人: 吉林工業大學
• 代理公司: 吉林大學專利事務所
• 代理人: 貢獻

本發明為帶有超聲波發射與接收電路、計算機控制系統和熒光屏的超聲波探傷儀器。接口電路是全新的峰值取樣模擬電路，計算機可一次讀出幅值。結構簡單，取樣迅速、精確度高、經濟實用，并可充分小型化，制成盒式超聲波探傷儀。能利用熒光屏和數碼管顯示當量和坐標的數據。可將接口電路用于Ａ型探傷儀，在熒光屏或數碼管上直接讀數，使用性能好，精確度高。

本發明屬于工業用超聲波探傷儀，它帶有超聲探頭、超聲波發射與接收電路、計算機控制系統和熒光屏。

一般的超聲波探傷儀的計算機控制系統都是利用波形存貯器進行峰值采樣，其接口電路結構復雜，造價很高，要求計算機存貯容量大，由于這種接口電路這些特點，而使人們無法制成便于攜帶的小型超聲波探傷儀。

張壽柏、王怡之等同志合寫的論文：《用微處理機處理超聲波探傷儀結果的方法》，一九八四年九月登在《中國機械工程學會無損檢測學會第三屆年會論文選集》上，他們運用TRS-80微處理機控制波形存貯器，采用了波形存貯器采樣。由TRS-80微機向波存發出采樣指令。波存即以8MH_x（0.125μS/點）的采樣頻率將超聲波探傷檢測的缺陷回波圖形記入波存。待波存容量滿（1024點共需128微秒，若以聲速為5850米/秒計，則最大檢測深度為374毫米）后，由微機和波存之間進行信息交換，將1024個數據送入微機。

很明顯，這種接口電路有無法克服的缺陷。首先是波存問題，單就國產波形存貯器其單價就為2萬元，其次是要以8MH_z的速度采樣，然后存入，則所用的A/D轉換器的轉換速度也必須高于0.125μS。這樣的高速轉換器的價格高得驚人。即使用2MH_z采樣（即0.5μS/點），在我國也遠遠不是現實問題，轉換速度為10μS以上的A/D轉換器的市場價格為幾百元，轉換速度為15μS的A/D轉換器已超過200元。所以上述已有技術僅在條件優越的高級研究室中才可配備，另外在檢測深度上也遠遠不能滿足需要。

與原有技術相比，本發明是以這樣的任務為基礎的，在保證超聲波探傷儀器具有良好的使用性能的前提下，使其在經濟性和實用性上具有突出的優點。本發明通過設計一種全新的計算機控制系統中的接口電路來實現這一目的。

附圖1就是從原理到設計完全不同于原有技術的一個全新的模擬接口電路。它包括開門電路W、關門電路Y和取峰值電路X。

計算機通過PIO的A口和B口與附圖1電路相聯并對其進行控制。圖中用PA0-7代表A口的八根數據線。用PB0、PB1、PB2代表B口的三根數據線。

附圖1中，IC1為四輸入端與非門，用74LS20;IC2、IC14為雙輸入端與非門;IC4為JK觸發器;IC3、C17、IC18、IC20為帶予置端和清除端的D觸發器（其中，IC20為雙D觸發器）;IC5、IC6、IC7、IC8、IC13、IC15、IC19用74LS93，是四位二進制計數器;IC16、IC21為反相器;RS1、RS2、RS3、RS4、RS5、RS6為RS觸發器。

F007為運算放大器;ADC0809是八位A/D轉換器。

根據附圖1將其原理敘述如下：

開門電路W

IC5、IC6、IC7、IC8四只計數器組成了計數電路。IC1控制了從振蕩電路來的4MH_z脈沖方波能否進入計數電路。

首先，計算機通過PB1發出清零脈沖，使RS4置零（以后PB1保持低電平），全部電路處于初始狀態。計數器輸出全為零。這時，IC1的輸入端A為4MH_z脈沖方波。由于IC3為“1”狀態，所以IC1的輸入端B為低電平，將IC1關閉。由于RS3為“1”狀態，所以IC1的輸入端C為高電平。由于計數器清零，IC14的兩個輸入端都是低電平，所以IC1的輸入端D為高電平。

當發射脈沖從N端進來，經二極管去掉負半波，電阻分壓衰減、T₃隔離、T₄倒相，使IC4置“1”。經與非門IC2使IC3置零，打開了IC1，使4MH_z脈沖進入計數電路，開始計數。

關門電路Y