[發明專利]低頻電磁超聲導波接收信號的放大方法和裝置

有效

• 申請號: 201610113732.0
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105572232B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 鄭陽;周進節
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院;周進節
• 主分類號: G01N29/36
• 分類號: G01N29/36
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;張永明

1.一種低頻電磁超聲導波接收信號的放大裝置，其特征在于，包括：

多級放大電路，用于對檢測到的第一目標信號進行放大，其中，所述多級放大電路包括至少三級放大電路，且所述多級放大電路中每級放大電路依次串聯，放大之后的所述第一目標信號用于檢測被測材料的損傷程度；

多個鉗位電路，所述多級放大電路中每級放大電路均并聯一個鉗位電路，所述多個鉗位電路中每個鉗位電路用于對并聯的放大電路輸出的高壓信號進行限幅；

其中，保護電路，所述保護電路的輸入端接收初始目標信號，所述保護電路的輸出端與所述多級放大電路的輸入端相連接，用于限制所述初始目標信號中初始高壓信號的幅值，輸出所述第一目標信號；

其中，所述保護電路還用于直接隔離共模干擾；

其中，所述多級放大電路包括第一級放大電路、第二級放大電路、第三級放大電路和第四級放大電路，并且所述第一級放大電路、所述第二級放大電路、所述第三級放大電路和所述第四級放大電路依次串聯，所述裝置還包括：

第一隔直電路，所述第一隔直電路設置在第一間隔、第二間隔、第三間隔、第四間隔中的至少一個間隔，用于對所述多級放大電路中的直流信號進行隔離，其中，所述第一間隔為所述保護電路和所述第一級放大電路之間的間隔，所述第二間隔為所述第一級放大電路和所述第二級放大電路之間的間隔，所述第三間隔為所述第二級放大電路和所述第三級放大電路之間的間隔，所述第四間隔為所述第三級放大電路和所述第四級放大電路之間的間隔；

第二隔直電路，所述第二隔直電路的輸入端與所述第四級放大電路的輸出端相連接，用于對所述第四級放大電路的輸出信號中的直流信號進行隔離。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述保護電路包括：

第一限幅電路，所述第一限幅電路的輸出端與變壓器的一次側相連接，用于限制所述初始目標信號中的初始高壓信號的幅值至預設幅值，輸出限幅后的初始目標信號；

所述變壓器，用于將所述限幅后的初始目標信號的幅值進行放大，輸出放大之后的初始目標信號；

第二限幅電路，所述第二限幅電路的輸入端與所述變壓器的二次側相連接，用于將所述變壓器放大之后的初始目標信號中初始高壓信號的幅值由當前幅值限幅至所述預設幅值。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一限幅電路和所述第二限幅電路均包括：

第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述變壓器的一次側的第一端相連接，所述第一二極管的陰極與所述變壓器的一次側的第二端相連接；

第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第一二極管的陰極相連接，所述第二二極管的陰極與所述第一二極管的陽極相連接。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多級放大電路中每級放大電路均包括：

運算放大器，其中，所述運算放大器的輸出端為所述放大電路的輸出端；

第一電阻，所述第一電阻的第一端與所述運算放大器的反向輸入端相連接，所述第一電阻的第二端接收所述第一目標信號；

第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述運算放大器的反向輸入端相連接，所述第二電阻的第二端與第三電阻的第一端相連接；

所述第三電阻，所述第三電阻的第一端與所述第二電阻的第二端相連接，所述第三電阻的第二端與所述運算放大器的輸出端相連接；

電容，所述電容的第一端與所述運算放大器的反向輸入端相連接，所述電容的第二端與所述運算放大器的輸出端相連接；

第四電阻，所述第四電阻的第一端與所述運算放大器的正向輸入端相連接，所述第四電阻的第二端接地。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述多個鉗位電路中每個鉗位電路包括：

第一三極管，所述第一三極管的集電極與所述運算放大器的輸出端相連接，所述第一三極管的基極與所述第二電阻的第二端相連接，所述第一三極管的發射極與所述運算放大器的反向輸入端相連接；

第二三極管所述第二三極管的集電極與所述運算放大器的輸出端相連接，所述第二三極管的基極與所述第二電阻的第二端相連接，所述第二三極管的發射極與所述運算放大器的反向輸入端相連接。

6.一種低頻電磁超聲導波接收信號的放大方法，其特征在于，包括：

接收第一目標信號，其中，所述第一目標信號用于檢測被測材料損傷程度；

對所述第一目標信號放大預設次數，并對高壓信號的幅值進行限幅，其中，所述高壓信號為初始高壓信號每次放大后得到的信號，所述預設次數大于3；

其中，對所述第一目標信號放大預設次數包括：在對所述第一目標信號進行第一次放大之后，對第一次放大之后的第一目標信號進行第二次放大，對第二次放大之后的第一目標信號進行第三次放大，對第三次放大之后的第一目標信號進行第四次放大；

在對所述第一目標信號放大的過程中，所述方法還包括：對以下至少一種信號中的直流信號進行隔離：對放大之前的所述第一目標信號進行隔離，對第一次放大之后的所述第一目標信號進行隔離，對第二次放大之后的所述第一目標信號進行隔離，對第三次放大之后的所述第一目標信號進行隔離；對第四次放大之后的所述第一目標信號進行信號中的直流信號進行隔離；

其中，在接收第一目標信號之前，所述方法還包括：接收初始目標信號，其中，所述初始目標信號包括所述第一目標信號和所述初始高壓信號；降低所述初始目標信號中的初始高壓信號的幅值至預設幅值，輸出限幅后的初始目標信號；將所述限幅后的初始目標信號的幅值進行放大，輸出放大之后的初始目標信號；將所述放大之后的初始目標信號中的初始高壓信號的幅值由當前幅值降低至所述預設幅值；

其中，初始目標信號經由保護電路后得到并輸出所述第一目標信號，所述保護電路用于過濾所述初始目標信號中的高頻噪聲信號，以抑制共模干擾并限制所述初始目標信號中的初始高壓信號。