[發明專利]一種基于線性調頻技術的超聲波發生器及采用該超聲波發生器檢測金屬焊縫缺陷的方法

有效

• 申請號: 201310201191.3
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103316831A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 剛鐵;張佳瑩;盛朝陽;叢森;王常璽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;G01N29/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

1.一種基于線性調頻技術的超聲波發生器，其特征在于，該超聲波發生器由上位機(1)、第一控制單元(2)、線性調頻信號發生電路(3)、第二控制單元(4)、功率放大電路(5)和超聲波轉換電路(6)組成；

上位機(1)的第一控制單元控制信號輸出端連接第一控制單元(2)的控制信號輸入端，第一控制單元(2)的控制信號輸出端連接線性調頻信號發生電路(3)的一號控制信號輸入端，上位機(1)的調頻信號控制信號輸出端連接線性調頻信號發生電路(3)的二號控制信號輸入端，上位機(1)的第二控制信號輸出端連接第二控制電單元(4)的控制信號輸入端，第二控制單元(4)的控制信號輸出端連接線性調頻信號發生電路(3)的三號控制信號輸入端，線性調頻信號發生電路(3)的線性調頻信號輸出端連接功率放大電路(5)的線性調頻信號輸入端，功率放大電路(5)的放大后信號輸出端連接超聲波轉換電路(6)的超聲波信號輸入端；

第一控制單元(2)用于控制線性調頻信號發生電路(3)產生的脈沖信號的占空比；

第二控制單元(4)用于控制線性調頻信號發生電路(3)產生的脈沖信號的脈沖寬度。

2.根據權利要求1所述的基于一種基于線性調頻技術的超聲波發生器，其特征在于，線性調頻信號發生電路(3)采用型號為AD9910的芯片實現。

3.根據權利要求1所述的基于一種基于線性調頻技術的超聲波發生器，其特征在于，超聲波轉換電路(6)采用超聲直探頭、超聲斜探頭、超聲聚焦探頭、超聲帶曲率探頭或超聲表面波探頭實現。

4.采用權利要求1所述的一種基于線性調頻技術的超聲波發生器檢測金屬焊縫缺陷的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、上位機(1)進行初始化，同時對第一控制單元(2)、第二控制單元(4)和線性調頻信號發生電路(3)進行初始化參數設置；

步驟二、第一控制單元(2)將脈沖信號的占空比控制信號發送至線性調頻信號發生電路(3)；第二控制單元(4)將脈沖信號的寬度控制信號發送至線性調頻信號發生電路(3)；

步驟三、線性調頻信號發生電路(3)接收到第一控制單元(2)和第二控制單元(4)發送的控制信號，產生線性調頻脈沖信號，并將產生的線性調頻脈沖信號傳遞給功率放大電路(5)；

步驟四、功率放大電路(5)對接收到的線性調頻脈沖信號進行功率放大后發送至超聲波轉換電路(6)；

步驟五、超聲波轉換電路(6)將接收到的線性調頻脈沖信號進行壓電轉換，獲得超聲波信號，將該超聲波信號對準待測金屬工件的焊縫，開始對待測金屬工件進行檢測；

步驟六、采用超聲波采集裝置對經金屬工件焊縫反射出的超聲波信號進行采集，并將采集的超聲波信號傳遞給上位機；

步驟七、上位機對接收到的超聲波信號進行匹配濾波，獲得金屬焊縫缺陷曲線圖；

步驟八、根據獲得的金屬焊縫缺陷曲線圖，獲得金屬焊縫缺陷位置，完成一次金屬焊縫缺陷的檢測。

5.根據權利要求4所述的一種基于線性調頻技術的超聲波發生器檢測金屬焊縫缺陷的方法，其特征在于，步驟二中所述的對金屬工件的焊縫進行掃頻的方式為從低頻到高頻的方式或從高頻到低頻的方式。

6.根據權利要求4所述的基于一種基于線性調頻技術的超聲波發生器檢測金屬焊縫缺陷的方法，其特征在于，步驟三中所述的獲得線性調頻脈沖信號的調頻范圍為0Hz-20MHz。

7.根據權利要求4所述的一種基于線性調頻技術的超聲波發生器及采用該聲波發生器檢測金屬焊縫缺陷的方法，其特征在于，步驟三中所述的獲得線性調頻脈沖信號的脈沖寬度為1μs至1ms，脈沖間隔大于1ms。