專利名稱:帶有脈沖符合電路的超聲波探傷裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬超聲波探傷領(lǐng)域，尢其涉及多通道自動(dòng)化超聲波探傷設(shè)備。
超聲波探傷儀廣泛用于原材料及產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，手動(dòng)探傷以觀測顯示屏上缺陷波的位置、幅度及形狀來判斷缺陷相對于探頭的位置，缺陷的大小及性質(zhì)，顯示屏上所觀察到的穩(wěn)定的缺陷波是多次缺陷波的疊加。由于隨機(jī)干擾不可能有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)，在顯示屏上不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的干擾波，因些，干擾不影響人們對缺陷的判斷分析。
在自動(dòng)化超聲波探傷設(shè)備中，工件相對探頭作高速運(yùn)動(dòng)，不可能在顯示屏上觀察到穩(wěn)定的缺陷波，主要靠儀器的聲光報(bào)警和噴標(biāo)記錄來指示缺陷的存在和位置。干擾波也相當(dāng)一次缺陷波，因此，自動(dòng)化超聲波探傷設(shè)備必須抑制干擾，在干擾波存在的條件下，鑒別出真正的缺陷波。
目前，市售超聲波探傷儀的品種很多，其中，單通道超聲波探傷儀以CTS－22型，CTS－26型性能最佳。多通道超聲波探傷儀以CTS－14A性能較好，其原理框圖如
圖1所示，它由發(fā)射接收電路，同步掃描電路，屏幕顯示電路，相關(guān)報(bào)警電路，聲光報(bào)警顯示電路組成。主要用于手動(dòng)探傷，該儀器沒有抑制干擾電路，不適用于自動(dòng)化探傷設(shè)備。
為了抑制干擾波，鑒別真正的缺陷波，長時(shí)間來，許多科研工作者都在探討這個(gè)課題并設(shè)計(jì)出帶有充電式相關(guān)報(bào)警電路的CTS－14型10通道超聲波探傷儀和帶有閘門式相關(guān)報(bào)警電路的CTS－14A型10通道超聲波探傷儀，但對抑制干擾都沒有顯著效果。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種有效抑制干擾脈沖、自動(dòng)鑒別缺陷脈沖的超聲波探傷儀，提高了缺陷報(bào)警信號的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型用脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路代替一直沿用的各種相關(guān)報(bào)警電路，使之該超聲波探傷裝置不僅能抑制干擾波，還能在干擾波存在的條件下準(zhǔn)確鑒別出缺陷波，因此，該探傷儀不僅適用于手動(dòng)探傷，更適用于自動(dòng)化探傷設(shè)備。
脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路由符合脈沖數(shù)定值顯示電路Ⅰ和缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ組成，如圖3所示。符合脈沖數(shù)定值顯示電路Ⅰ由定值按鈕AN，消除波形抖動(dòng)電路〔7〕，地址脈沖形成電路〔8〕，譯碼顯示電路〔9〕，〔10〕以及7段數(shù)碼顯示管LED組成，其中定值按鈕和數(shù)碼顯示管安裝在面板上醒目位置。缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ由R－S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器［1］、與門［2］、分頻器［3A］、［3B］、數(shù)據(jù)選擇器［4A］、［4B］以及脈沖整形器［5A］、［5B］連接組成，上述缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ有三組信號輸入端和一組信號輸出端，它們分別是發(fā)射同步脈沖輸入端A、缺陷脈沖輸入端B，符合脈沖數(shù)輸入端n［S0，S1］和缺陷報(bào)警脈沖輸出端Uout。其中，發(fā)射同步脈沖來自同步掃描電路，缺陷脈沖來自接收發(fā)射電路，缺陷報(bào)警脈沖送往聲光報(bào)警電路，而符合脈沖數(shù)n(S0，S1)發(fā)射與符合脈沖數(shù)定值顯示電路Ⅰ相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于①定值方便，顯示醒目。②在干擾脈沖存在的條件下自動(dòng)鑒別出缺陷脈沖，提高了自動(dòng)超聲波探傷缺陷報(bào)警的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)說明圖1為CTS－14A多通道超聲波探傷儀原理框圖；圖2為本實(shí)用新型原理框圖；圖3為脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路原理框圖；圖4為符合脈沖定值數(shù)為4的脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路時(shí)序圖，脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路可分為兩大部分，符合脈沖數(shù)定值顯示電路Ⅰ和缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ，根據(jù)實(shí)用要求，符合脈沖數(shù)選定為1、2、4、8，其中符合脈沖數(shù)為1時(shí)相當(dāng)于無符合脈沖數(shù)，與常規(guī)超聲波探傷儀一致，符合脈沖數(shù)由定值按鈕AN選定，由于采用按鈕式定值開關(guān)，波形抖動(dòng)可能使定值數(shù)不穩(wěn)，因此，在定值按鈕AN與地址脈沖形成電路［8］之間增加消除波形抖動(dòng)電路［7］，使之每按動(dòng)定值按鈕一次，符合脈沖數(shù)增加一個(gè)定值，即1、2、4、8循環(huán)變化，通過譯碼器［9］、［10］使數(shù)碼顯示管［LED］的顯示數(shù)字與符合脈沖數(shù)相一致，其中譯碼器［9］為二進(jìn)制4選1譯碼器，譯碼器［10］為BCD－7段譯碼驅(qū)動(dòng)器，地址脈沖也直接與缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ的符合脈沖數(shù)輸入端n(S0，S1)相連，在缺陷脈沖鑒別和輸出電路Ⅱ中，發(fā)射同步脈沖進(jìn)入輸入端A，通過由缺陷脈沖控制的與門［2］送入分頻器［3A］，分頻器［3A］的輸出端與數(shù)據(jù)選擇器［4A］輸入端相連，數(shù)據(jù)選擇器的輸出脈寬由本實(shí)用新型符合脈沖數(shù)定值與顯示電路Ⅰ中的地址電平?jīng)Q定，數(shù)據(jù)選擇器的輸出脈寬經(jīng)脈沖整形器［5A］整形后的狹脈沖使R－S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器［1］，分頻器［3A］，［3B］和脈沖整形器［5B］復(fù)位，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，缺陷脈沖進(jìn)入輸入端B，在送入R－S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器置“1”端的同時(shí)，也送入分頻器［3B］，若缺陷脈沖連續(xù)出現(xiàn)，脈沖整形器［5B］將輸出缺陷脈沖Uout，上述過程也很容易從時(shí)序圖［圖4］上看出。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例，從圖5可知，符合脈沖數(shù)定值按鈕AN安裝在本裝置的面板上，R1、R2、C1和施密特觸發(fā)器U1用以消除機(jī)械觸點(diǎn)造成的波形抖動(dòng)，每按一次定值按鈕，U1的輸出端送出負(fù)階躍，其下降沿使分頻器U2進(jìn)位一次，U2的輸出端Q1，Q0依次取00，01，10，11...電平，該輸出端分別送至U4的地址選通端S0，S1，和二進(jìn)制4選1譯碼器U8，為滿足顯示1，2，4，8要求，U8輸出端經(jīng)反相器U9與BCD－7段顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器U10相連，至此，定值符合脈沖數(shù)n與LED顯示數(shù)字一致，它們之間的關(guān)系如下定值符合脈沖數(shù)地 址 U10輸入 LED顯示n S1 S0 D C B A1 0 0 0 0 0 1 12 0 1 0 0 1 0 2
4 1 0 0 1 0 0 48 1 1 1 0 0 0 8在缺陷脈沖鑒別與輸出電路Ⅱ中，缺陷脈沖進(jìn)入輸入端B并送往由或非門U1A，U1B組成的R－S觸發(fā)器的置“1”端，此時(shí)，R－S觸發(fā)器的輸出端Q置1，發(fā)射同步脈沖進(jìn)入輸入端A并通過與門U2與進(jìn)入輸入端B的缺陷脈沖分別送往分頻器U3A，U3B的時(shí)鐘端CLK，以及數(shù)據(jù)選擇器U4的低位數(shù)據(jù)端1D1，2D1，1D2，2D2，1D3，2D3順序相連，數(shù)據(jù)選擇器U4的輸出端1W，2W的輸出脈寬由其地址輸入端S1，S0電平?jīng)Q定。數(shù)據(jù)選擇器U4的輸出脈沖直接與單穩(wěn)脈沖整形器U5A，U5B的A輸入端口連接，執(zhí)行下降沿觸發(fā)整形，U5A，U5B的輸出狹脈沖寬度分別由RA，CA和RB，CB決定，由于缺陷脈沖通道的下降沿在前，發(fā)射同步脈沖通道的下降沿在后，若缺陷脈沖連續(xù)出現(xiàn)，U5B輸出端Q送出一正向狹脈沖，該脈沖即為缺陷報(bào)警脈沖，由輸出端Uout送出，隨后，U5A的輸出端Q，Q分別送出正向和負(fù)向狹脈沖，正向脈沖使R－S觸發(fā)器U1和分頻器U3A，U3B復(fù)位，負(fù)向脈沖使單穩(wěn)脈沖整形器U5B復(fù)位，系統(tǒng)又回復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一次缺陷脈沖的到來。
按本實(shí)用新型研制的CTS－46型多通道超聲波探傷儀經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐證明，在較強(qiáng)干擾脈沖存在的現(xiàn)場，能準(zhǔn)確分辨缺陷脈沖，提高了探傷報(bào)警的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。
圖1為CTS－14A多通道超聲波探傷儀原理框圖其中 1－1發(fā)射－接收電路1－2同步掃描電路1－3屏幕顯示電路1－4相關(guān)報(bào)警電路
1－5聲光報(bào)警電路圖2本實(shí)用新型原理框圖其中 2－1發(fā)射一接收電路2－2同步掃描電路2－3屏幕顯示電路2－4脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路2－5聲光報(bào)警電路圖3為脈沖數(shù)符合式的缺陷鑒別電路原理框圖，其中Ⅰ為符合脈沖數(shù)定值顯示電路，Ⅱ?yàn)槿毕菝}沖鑒別和輸出電路。
1、R－S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2、與門3A、3B分頻器4A、4B、數(shù)據(jù)選擇器5A、5B、脈沖整形器A、發(fā)射同步脈沖輸入端B、缺陷脈沖輸入端Uout，缺陷脈沖輸出端n(S0，S1)符合脈沖輸入端AN定值按鈕7、消除波形抖動(dòng)電路8、地址脈沖形成電路9、10譯碼顯示電路LED 7段數(shù)碼顯示管圖4符合脈沖定值數(shù)為4的脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路時(shí)序圖，其中A為發(fā)射同步脈沖
B為缺陷脈沖［1］Q為雙穩(wěn)觸發(fā)器U1的輸出脈沖Uer為復(fù)位脈沖Uout為輸出脈沖圖5為實(shí)施例原理電路圖，其中AN手動(dòng)定值按鈕A發(fā)射同步脈沖輸入端B缺陷脈沖輸入端Uout缺陷脈沖輸出端S1 S0地址選通端R1300ΩR21.5KC11MU674LS14U774LS393U874LS139U9 74LS04U1074LS247R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9為300ΩLED 共陽數(shù)碼管U1A U1B 74LS02U274LS08U3A U3B 74LS393U474LS139
U5A U5B 74LS123RA.RB 5KCA.CB 100P
權(quán)利要求
1.一種帶有脈沖符合電路的超聲波探傷裝置，它是由安裝在面板上的定值按鈕AN和數(shù)碼顯示管LED以及與AN和LED相連接的脈沖數(shù)符合缺陷脈沖鑒別電路、發(fā)射一接收電路、同步掃描電路、屏幕顯示電路、聲光報(bào)警電路組成，其特征在于[1]所述的脈沖數(shù)符合式缺陷鑒別電路由符合脈沖數(shù)定值顯示電路和缺陷脈沖鑒別和輸出電路組成，[2]所述符合脈沖數(shù)定值顯示電路由定值按鈕AN，消除波形抖動(dòng)電路(7)，地址脈沖形成電路(8)，譯碼顯示電路(9)和(10)以及數(shù)碼顯示管LED組成，[3]所述缺陷脈沖鑒別和輸出電路由R-S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(1)，與門(2)，分頻器(3A)，(3B)，數(shù)據(jù)選擇器(4A)，(4B)以及脈沖整形器(5A)，(5B)連接而成，[4]所述缺陷脈沖鑒別和輸出電路有三組信號輸入端和一組信號輸出端，它們分別是發(fā)射同步脈沖輸入端A，缺陷脈沖輸入端B，符合脈沖數(shù)輸入端n(S0、S1)和缺陷脈沖輸出端Uout，其中，發(fā)射同步脈沖來自同步掃描電路，缺陷脈沖來自發(fā)射一接收電路，缺陷報(bào)警脈沖送往聲光報(bào)警電路及屏幕顯示電路，而符合脈沖n(S0、S1)直接與符合脈沖定值顯示電路相連。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于超聲波探傷領(lǐng)域，尤其涉及多通道自動(dòng)化超聲波探傷設(shè)備，其特征是帶有脈沖數(shù)符合式缺陷脈沖鑒別電路，本實(shí)用新型有效地抑制干擾脈沖，提高了缺陷報(bào)警信號的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型易推廣應(yīng)用，對不同原材料及產(chǎn)品進(jìn)行探傷檢測，測量準(zhǔn)確、操作簡單。
文檔編號GKCN2167369SQ93203904
公開日1994年6月1日 申請日期1992年2月25日
發(fā)明者李德重, 楊良才, 蔣躍元 申請人:清華大學(xué), 汕頭超聲儀器廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan