超聲波探傷系統的接收技術研發

超聲波無損檢測技術的優點

無損檢測以不損害被檢驗工件的使用性能為前提，通過多種物理原理和化學現象，對各種工程材料、零部件進行有效的檢驗和測試 ，借以評價它們的連續性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。無損檢測工序在材料和產品的靜態和動態檢測以及質量管理中，已成為一個不可缺少的重要環節。超聲波檢測技術與其他元損檢測技術相比，具有適用范圍廣、速度快、缺陷定位準確、成本低、靈敏度高、使用方便、對人體無害以及便于現場操作等優點，因而，超聲波檢測技術是國內外使用范圍最廣、使用頻率最高并且發展速度最快的無損檢測技術。

超聲波回波信號通過探頭接收，回波信號包含缺陷回波信號以及高壓負脈沖信號，由于回收回波信號時負脈 沖信號屬于干擾信號，因此為了得到回波信號中的缺陷信號，需對高壓負脈沖信號進行過濾處理，故設計包含限幅、預放大電路處理，同時為了使缺陷信號能夠達到探傷系統AD模塊的輸入范圍，設計了程控放大、可 變增益放大電路，使接收模塊能夠滿足超聲波探傷系統的要求。

超聲波探傷系統的構成

超聲波探傷系統為數字化超聲波探傷系統，對傳統模擬式超聲波探傷儀進行了改進，并吸收了智能超聲波檢測儀器的技術，對硬件電路做出改進。超聲波探傷系統由C8o51F340 單片機 、超聲波發射模塊 、超聲波 接收模塊、高速AD采集模塊和上位機模塊組成。

超聲波接收模塊限幅電路

超聲波探傷系統采用單脈沖反射法，可直接通過被測工件表面探傷工件內部缺陷，并可同時探傷工件多個內部缺陷。由探頭接收的回波信號包含缺陷回波信號及負高壓脈沖信號。為了提取回波信號中的缺陷信號，通過限幅電路過濾掉高壓信號。限幅電路通過二極管的單向導電原理和穩壓管穩壓作用的組合對高壓信號進行過濾，并將信號電壓值鉗位在合理范圍內，對后續電路產生保護作用。

超聲波接收模塊預放大電路

經限幅電路過濾后，由探頭接收的缺陷回波信號為毫伏單位信號，為了保證缺陷信號能夠不失真地進入后續 電路，需對信號進行預放大處理，即采用預放大電路。預放大電路也負責匹配后續電路的阻抗。

超聲波接收模塊程控放大電路

系統采用美國AnalogDevices公司生產的新型壓控放大器AD603來實現時變增益放大，AD603具有低噪聲、寬頻帶、增益和增益范圍可調整、增益值(dB )隨外部控制電壓變化、帶寬不隨增益變化等優點，完全能夠滿 足超聲波探傷系統要求,AD603的FDBK與VOUt引腳的不同接法會產生不同的增益范圍，系統將FDBK與Vout引腳設為開路，反饋端FDBK串聯一個18pF的電容，將增益范圍鎖定為+8.92dB～+51.07dB。增益大小由V pos與V脅的電壓差決定。

超聲波系統的接收模塊能夠過濾掉發射模塊的高脈沖信號和較大幅值脈沖，同時通過DACO832、AD603的可變增益放大電路將信號放大到采集模塊的輸入范圍內，滿足實際超聲波探傷系統的要求。