[其他]改進(jìn)了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的便攜式超聲波探傷儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102284
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102284A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞知恩
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N29/00
• 分類號: G01N29/00;G06F3/05
• 代理公司: 吉林工業(yè)大學(xué)專利室
• 代理人: 貢獻(xiàn)

本發(fā)明屬于工業(yè)用超聲波探傷儀，它帶有超聲探頭、超聲波發(fā)射與接收電路、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和熒光屏。

一般的超聲波探傷儀的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都是利用波形存貯器進(jìn)行峰值采樣，其接口電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)很高，要求計(jì)算機(jī)存貯容量大，由于這種接口電路這些特點(diǎn)，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(jī)處理超聲波探傷結(jié)果的方法》，一九八四年九月登在《中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)無損檢測學(xué)會(huì)第三屆年會(huì)論文選集》上，他們運(yùn)用TRS-80微處理機(jī)控制波形存貯器，采用了波形存貯器采樣。由TRS-80微機(jī)向波存發(fā)出采樣指令。波存即以8MH_z（0.125μs/點(diǎn)）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(diǎn)共需128微秒，若以聲速為5850米/秒計(jì)，則最大檢測深度為374毫米）后，由微機(jī)和波存之間進(jìn)行信息交換，將1024個(gè)數(shù)據(jù)送入微機(jī)。

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(chǎn)波形存貯器其單價(jià)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(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度也必須高于0.125μs。這樣的高速轉(zhuǎn)換器的價(jià)格高得驚人。即使用2MH_Z采樣（即0.5μs/點(diǎn)），在我國也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是現(xiàn)實(shí)問題，轉(zhuǎn)換速度為10μs以上的A/D轉(zhuǎn)換器的市場價(jià)格為幾百元，轉(zhuǎn)換速度為15μs的A/D轉(zhuǎn)換器已超過200元。所以上述已有技術(shù)僅在條件優(yōu)越的高級研究室中才可配備，另外在檢測深度上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。

與原有技術(shù)相比，本發(fā)明是以這樣的任務(wù)為基礎(chǔ)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(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性上具有突出的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種全新的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的接口電路來實(shí)現(xiàn)這一目的。

附圖1就是從原理到設(shè)計(jì)完全不同于原有技術(shù)的一個(gè)全新的模擬接口電路，它包括開門電路、關(guān)門電路和取峰值電路。

根據(jù)附圖1將其原理簡述如下：

開門電路：圖1中上面部分探頭的激發(fā)脈沖通過衰減、射極跟隨器隔離和倒相，經(jīng)控制電路送到與非門（1）的輸入端，控制電路的作用是當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出讀數(shù)訊號后才讓訊號經(jīng)過。與非門（1）的4端起關(guān)門作用，它平時(shí)為“1”，到被測訊號到來后它就是“0”。另外從計(jì)數(shù)器輸出端返回一根線，平時(shí)為“1”，所以在計(jì)算機(jī)發(fā)出訊號前，只有2端為低電位，與非門封鎖，計(jì)數(shù)器不動(dòng)作，只有當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出訊號激發(fā)脈沖進(jìn)來后，2端為高電位，與非門打開，晶振脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。當(dāng)關(guān)門訊號來后，停止計(jì)數(shù)，經(jīng)三態(tài)門送入計(jì)算機(jī)輸入端口。如探頭得不到反射脈沖，那么記數(shù)到一定值后，自動(dòng)關(guān)閉與非門（1），由輸入端5控制。計(jì)數(shù)器計(jì)到最大。

關(guān)門電路：圖1中下面部分

開始時(shí)RS₃的輸出端8為“1”，D觸發(fā)器的輸入端為“1”，當(dāng)開門脈沖來后，經(jīng)延時(shí)，使D輸入變?yōu)椤?”，延時(shí)的長短由激發(fā)脈沖的寬度決定，當(dāng)下一個(gè)脈沖即反射波脈沖出現(xiàn)后經(jīng)射極跟隨器隔離、三極管倒相后，使D觸發(fā)器置“0”，輸出負(fù)脈沖，使后面的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，關(guān)掉與非門（1）。

取幅值電路：圖1的中間部分

要取的信號為波寬較窄的三角波脈沖，我們先讓它給小電容C₁充電到幅值，充電電路為R₁C₁，R₁為20Ω，C₁為500Pf，然后經(jīng)運(yùn)放給C₂充電，經(jīng)射極跟隨器輸出，如T₁與T₂的性能相同（b、e結(jié)壓降一樣）則B、D點(diǎn)電位相同，電荷在C₂上可維持較長時(shí)間，當(dāng)計(jì)算機(jī)讀完數(shù)后，通過放電電路使它放掉，這由觸發(fā)器RS₃輸出經(jīng)延時(shí)后由RS₂控制，放電電路還受開門訊號控制，由延時(shí)后的開門訊號把它打開，準(zhǔn)備接受充電，圖中R₂為1MΩ，當(dāng)輸入低于電容C₂上的電壓時(shí)，運(yùn)放輸出為負(fù)，給它一個(gè)通路。在T₁的基極還有一個(gè)開關(guān)電路，其作用是開門訊號經(jīng)一定延時(shí)后，才能讓它打開，讓反射訊號過去，而當(dāng)關(guān)門訊號來了以后，經(jīng)一段時(shí)延，保證峰值過去后，把它關(guān)掉，不讓后面的訊號再通過。