[實用新型]超聲探傷儀的A/D轉換接口裝置

無效

• 申請號: 87216986.3
• 申請日: 1987-12-25
• 公開（公告）號: CN2032719U
• 公開（公告）日: 1989-02-15
• 發明（設計）人: 解明;彭津
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路局武漢科學技術研究所;南京工學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 南京工學院專利事務所
• 代理人: 張寧馨,樓高潮

本實用新型是用于單／多通道超聲波探傷儀的A／D轉換控制接口裝置，適用于用A型超聲波檢測方式對被測材料內部缺陷進行無損檢測的領域。超聲波探傷儀在使用中，以回波信號為基礎的各種參量和缺陷實際尺寸的計算比較復雜，給檢測帶來一定的誤差，并且無法實現自動記錄以便進一步分析和探測結果的長期保存。

美國專利4，470，304使用了高速超聲數字緩沖器／控制器，以硬件形式進行高速實時的在線裂紋和其它缺陷的數字信號處理，其系統龐大，成本高。而英國專利GB2140561則是使用了高速實時A／D轉換器和以硬件實現的16位乘法器，這樣也使得儀器成本過高。而本實用新型采用同步控制由硬件完成，A／D轉換結束后由A／D轉換器數據有效信號向CPU申請中斷，進行數據交換，使得CPU與接口裝置并行運行，加快了處理時間。它既不需要高速超聲數字緩沖器／控制器，也無需高速A／D轉換器和乘法器，同樣可以完成電腦檢測的功能。

圖1是超聲波探傷系統的結構原理圖。如圖所示，該超聲波探傷系統是由晶體振蕩器〔1〕，分頻器〔2〕、延時調整電路〔3〕、多路選擇器〔4〕、計數器與A／D轉換控制器〔5〕、A／D轉換器〔6〕、電腦和通訊、控制接口部分〔7〕、鍵盤、顯示〔8〕、打印機〔9〕、超聲波探傷儀〔10〕和超聲換能器〔11〕構成。而用于單／多通道探傷儀的A／D轉換控制接口裝置則是由〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕所組成，其構成是：晶體振蕩器〔1〕與分頻器〔2〕和計數與A／D轉換控制器〔5〕連接；延時調整電路〔3〕與多路選擇器〔4〕和探傷儀〔10〕連接；計數與A／D轉換控制器〔5〕與多路選擇器〔4〕、電腦〔7〕和A／D轉換器〔6〕連接；分頻器〔2〕與探傷儀〔10〕連接。其工作情況大致如下：整個系統的取樣率取決于晶體振蕩器〔1〕，對于不同的取樣率，可根據具體要求選用不同振蕩頻率的晶體振蕩器。該振蕩器通過分頻器，將頻率較高的晶體振蕩頻率改變為超聲波探傷儀同步（X軸信號）工作頻率所要求的范圍，送入超聲波探傷儀〔10〕，構成超聲波探傷儀的同步信號。晶體振蕩器輸出同時送入計數器和A／D轉換控制器〔5〕的計數器時鐘端，使其成為計數器時鐘端的時鐘信號。這樣，計數器的計數頻率則是晶體振蕩器的頻率。完成取樣時的步進（步退）值Δt的時間為Δt＝1／f。（晶體振蕩器頻率為f₀），計數器與A／D轉換控制器的功能是完成步進（步退）取樣所需的步進（步退）時間的計數和完成A／D轉換器轉換點數的計數。所需的計數控制信號來源于電腦的通訊，控制接口〔7〕，計數的起動信號來源于多路選擇器〔4〕。多路選擇器的功能是對于多通道超聲波探傷儀的各通道同步信號的選擇，使A／D轉換對應于一指定的單一通道，對于單通道超聲探傷儀則無需此部分。而對所需通道選擇的控制信號（即對多路選擇器的控制信號）來源于電腦部分〔7〕。通過多路選擇器〔4〕送入的控制計數器〔5〕的同步信號則來源于延時調整電路〔3〕。而〔3〕的功能主要是對來源于超聲探傷儀的單多通道同步信號的脈沖邊緣延時進行調整，使得在使用同步信號起動A／D轉換器時，A／D轉換的起始點落在該通道超聲信號的有效位置。在同步信號起動計數器與A／D轉換控制器〔5〕時，該部分根據電腦部分的預置情況開始以晶體振蕩器的頻率（f₀）計數，在完成電腦預置的計數后，立即發出一個A／D轉換器的起動轉換信號，該信號則使得A／D轉換器〔6〕開始進行A／D轉換，當A／D轉換結束，并且轉換數據有效時，則請求電腦中斷，進行數據交換。A／D轉換的模擬輸入信號來源于超聲波探傷儀的Y通道即超聲回波信號，超聲換能器〔11〕為超聲波探傷儀的電／聲和聲／電轉換器件，鍵盤／顯示部分〔8〕則是用于人機對話。打印機〔9〕可以將A型超聲信號和有關缺陷的結果和現場所需的信息打印出來，以利于記錄與長久保存。