專利名稱：一種tky管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超聲相控陣檢測領域，更具體涉及一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置。
背景技術：
近年來，隨著海洋資源開發(fā)的不斷深入和發(fā)展，世界許多國家新建了許多海洋資源開發(fā)設施，其中主要有海上固定平臺、海上移動式平臺及海底管線等，這些海上結構由于經常受到海洋風暴的浸襲及海洋的腐蝕，在其管節(jié)點焊縫處易出現(xiàn)裂紋，從而危及國家財產和人員生命的安全，因而，海洋平臺結構的無損檢測工作具有重要意義。海洋平臺結構一般由各種鋼質導管架構成，其管節(jié)點根據其結構形態(tài)的不同，可分為T、K、Y三種。
現(xiàn)有管節(jié)點焊縫超聲檢測裝置，一般針對長輸管線的環(huán)焊縫檢測，這種焊縫是旋轉對稱的，在采用斜探頭進行檢測時，只需沿圓周方向作一維機械掃描即可完成對焊縫的檢測。其中最具代表性的，加拿大R/D Tech公司生產的PipeWIZARD相控陣超聲檢測系統(tǒng)就是專用于長輸管線環(huán)焊縫的檢測設備。該系統(tǒng)由數(shù)據采集單元、脈沖發(fā)生單元、電機驅動單元、相控陣探頭、工業(yè)計算機和顯示器等組成。系統(tǒng)在Windows NT界面下運行Pipe WIZARD操作軟件，完成對焊縫的線性掃查、實時顯示和結果評判。這類系統(tǒng)在進行超聲檢測時，一般要求波束垂直焊縫長度方向，這樣，焊縫處的缺陷反射信號才能準確地接收到。而對于TKY管節(jié)點焊縫，其不同位置的坡口方向和焊縫相對于母線方向不斷變化，而現(xiàn)有商用管節(jié)點焊縫超聲自動檢測系統(tǒng)由于都是針對環(huán)焊縫檢測需要的，其聲束方向與被測管的中心軸線處于同一平面，幾乎不能對TKY管節(jié)點焊縫進行掃描檢測。目前針對TKY管節(jié)點焊縫檢測主要采用X射線檢查法或手動超聲檢測法，尚無針對TKY管節(jié)點焊縫檢測需要的自動超聲檢測系統(tǒng)。
射線檢查是焊縫質量檢驗廣泛采用的重要無損檢測技術，它是一種利用X射線對金屬的穿透而產生圖像來檢驗金屬內部微觀結構的方法。眾所周知，所有材料均吸收一定的輻射能，不同的材料，由于密度、厚度、與原子量不同，其輻射能的吸收不同，因而其透射強度也不同。因此射線能被用來有效地檢測焊縫內部缺陷如氣孔、砂眼、咬邊、未焊透、裂紋、非金屬夾雜、燒穿等，焊縫內部缺陷圖像可以在熒光屏或膠片上觀察到。射線檢測具有速度快，成本低等優(yōu)點，但其圖像清晰度差，給分析缺陷帶來困難。對于較厚的工件，還存在射線不能穿透等問題。此外，由于射線對人體有害，必須采取有效的安全保護措施。
在TKY管節(jié)點焊縫的超聲檢測中，由于支管的壁厚較小，一次波聲程較短，加之焊縫缺陷多出現(xiàn)在根部與支管側融合區(qū)部位，故此通常在支管側進行檢測，目前常用TKY管節(jié)點焊縫的超聲檢測方法是手動檢測。TKY管節(jié)點焊縫的超聲手動檢測，由于檢測結果取決于檢測人員的經驗和技術，易出現(xiàn)誤判和漏判的現(xiàn)象，對每一個缺陷所在的位置，均需要較長的時間進行截面的取形、作圖及定位測量，工作量較大，從重復性和可靠性來看都存在問題。而且，對于TKY管節(jié)點焊縫這種復雜的空間三維曲面結構，手動超聲檢測不能實現(xiàn)檢測結果的可視化和實時記錄。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供了一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，結構簡單，操作方便，測量結果準確，實現(xiàn)了TKY管節(jié)點焊縫的超聲自動掃描成像檢測，以及缺陷識別的自動化，檢測位置的準確標定及傷波信號的計算機重現(xiàn)和輸出。
為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采用以下技術措施通過研究和論證，確定TKY管節(jié)點焊縫超聲檢測在支管上進行。為了保證焊縫缺陷反射的信號能正確的定位和接收，使聲束垂直于焊縫。由于主、支管尺寸變化范圍較大(直徑400～900mm，厚度12～60mm)，它們間的夾角也變化較大(20°～90°)，因此，若采用單探頭對T、K、Y管節(jié)點焊縫進行自動超聲檢測，機械掃查至少需要四個自由度?？紤]到焊縫的坡口方向的不斷變化，還需采用折射角不同的多種探頭，這樣不僅檢測效率低，而且機械掃查裝置過于復雜。為了提高檢測效率和減少機械掃查裝置的復雜性，使用二維相控陣列探頭進行檢測。
超聲相控陣列探頭根據聲學陣列理論，陣元在激勵信號周期較少即短脈沖激勵時，各陣元發(fā)射的脈沖信號在理論產生柵瓣的方向上由于時間上不具有相干性，因而不會產生柵瓣。在進行超聲相控陣檢測時，為了提高檢測的分辨率，發(fā)射聲信號要求采用盡量窄的脈沖信號。換能器陣列采用16個有效工作陣元，發(fā)射脈沖聲信號控制在4～5個周期內。在考慮陣元間隔和有效工作陣元數(shù)的同時，優(yōu)先考慮單個陣元的效率和指向特性，以及加工制作的難易程度。
根據檢測精度要求，采用2MHz的超聲波，進行縱波檢測?？紤]到不同管徑的檢測需要，采用8(圓周方向)×32(母線方向)相控平面陣列，每次檢測時，8×16陣元發(fā)射，其中心的2×8陣元同時又作為接收，共有256個發(fā)射通道，48個接收通道。在延遲時間不變的條件下，改變有效工作陣元的位置，可產生水平移動的平行聲束；在有效工作的位置不變的條件下，改變各陣元的延遲時間，可產生不同角度的聲束。圓周方向的相控使聲束軸線位于焊縫被檢位置法平面內，母線方向的相控使聲束垂直于焊縫。綜合考慮系統(tǒng)的復雜性和檢測結果的有效性，檢測時每次使8(圓周方向)×16(n～n+15)(母線方向)(其中n是每次聲波發(fā)射中陣列中的有效工作陣元的起始位置，n＝1，2，...17)陣元處于發(fā)射工作狀態(tài)，其中2(4，5)(圓周方向)×8(n+4～n+11)(母線方向)同時接收反射回波信號。在對焊縫某一位置的進行檢測時，通過改變n和控制各工作陣元的延時，即可產生不同偏轉角度的聲束，從而完成對某處焊縫的聲掃描檢測。陣列陣元大小為3mm×2mm，陣元中心間的距離為3.4mm×2.3mm，相控陣探頭的總尺寸為(26.8+8)mm×(73.3+8)mm×20mm。為了兼顧發(fā)射和接收性能，晶片材料可使用鈦酸鉛壓電復合材料，其背村材料采用環(huán)氧樹脂基復合材料。
超聲發(fā)射卡發(fā)射延時控制電路采用可編程邏輯控制器組成時鐘頻率為200MHz的11位記數(shù)器對發(fā)射脈沖進行延時記數(shù)，并完成對發(fā)射脈沖信號的延時編碼，延遲時間分辨率即最小延遲時間為0.005μs，最大延遲時間為0.005μs×211＝10.24μs，陣列的偏轉角最小步進量為0.73°，檢測分辨率為1.4mm；發(fā)射脈沖形成電路產生發(fā)射驅動電路所需的窄脈沖信號；發(fā)射驅動電路在窄脈沖信號的作用下在換能器陣列產生高壓脈沖使其振動，從而輻射出聲波；高壓發(fā)生電路產生150V直流電壓作為發(fā)射高壓電源，最高發(fā)射脈沖重復頻率為2KHz。采用耐高壓快恢復的IRF830型VMOS場效應開關管作發(fā)射驅動管。
超聲接收卡為了避免干擾，接收前置放大器(48通道)安裝在距探頭較近的位置，前置放大器由雙柵場效應管4D01E等組成，其增益為30dB；多路選擇器由CD4051等組成；可控增益放大器由AD602和ADC0808組成，DAC0808的輸出電壓控制AD602的增益，可控增益范圍為40dB，增益步進量為0.5dB；高速A/D變換器對接收放大后的回波信號進行數(shù)字化；數(shù)字信號延時器由可編程邏輯陣列和FIFO存儲器組成，它按設計要求對不同通道的回波信號進行數(shù)字延時；回波信號合成器完成對接收回波信號的數(shù)字聚焦。接收放大器帶寬不小于15MHz。
機械掃描和定位裝置機械掃描和定位裝置由機械掃描控制、步進電機、機械掃描裝置組成，其詳細情況已申請專利(申請?zhí)枮?00420111354.5)。
一種TKY管節(jié)點焊縫檢測的超聲相控陣成像檢測裝置具有以下性能指標可測管直徑400~900mm，可測管厚度12~60mm最高脈沖重復頻率2KHZ信號帶寬15MHz總增益為70db探頭工作頻率2MHz發(fā)射電壓150VDC延遲時間分辨率0.005μs聲束偏轉角最小步進量為0.73°檢測分辨率為1.4mm。
A/D采樣80MHz，8bit本實用新型具有以下優(yōu)點和效果1.本系統(tǒng)具有較高的掃描定位精度，能夠自動對TKY管節(jié)點焊縫進行超聲掃描檢測，并實現(xiàn)缺陷圖像的計算機準確空間重現(xiàn)；2.本系統(tǒng)具有較高的延時控制精度和檢測分辨率；3.本系統(tǒng)具有高增益、寬頻帶；4.本系統(tǒng)采用高速A/D，保證了數(shù)據的可靠性；5.本系統(tǒng)具有高的顯示和處理速度，可實時檢測；6.本系統(tǒng)的數(shù)據維護功能，使數(shù)據文件和檢測結果的顯示和輸出具有更多靈活性；7.本系統(tǒng)的檢測速度快，檢測效率高，能有效克服人工檢測的漏檢和誤判現(xiàn)象；8.本系統(tǒng)界面友好，操作簡便。


圖1為一種管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置結構框圖其中1-計算機、2-超聲發(fā)射卡、3-超聲接收卡、4-機械掃描和定位裝置、5-超聲相控陣列探頭、6-發(fā)射驅動電路、7-發(fā)射脈沖形成、8-發(fā)射延時控制電路、9-高壓發(fā)生電路、10-前置放大器、11-多路選擇器、12-可控增益放大器、13-高速A/D變換器、14-數(shù)字信號延時器、15-回波信號合成器、16-機械掃描控制、17-步進電機、18-機械掃描裝置圖2為-個通道的發(fā)射驅動電路圖。
其中R1、R2-電阻、V1-IRF830型VMOS場效應管、C-電容、L-電感、EL-陣元、+VH-高壓電源圖3為-個通道的接收前置放大器電路圖。
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6-電阻、W1-可變電阻、C1、C2、C3、C4、C5-電容、4D01E-雙柵場效應管、G1-4D01E的信號輸入端、G2-4D01E的增益控制端、D-4D01E的漏極、S-4D01E的源極、+6V、-6V-電源、TGC-增益控制、Us-輸入信號、Uo-輸出信號
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述根據圖1可知，該裝置由計算機1、超聲發(fā)射卡2、超聲接收卡3、機械掃描和定位裝置4、超聲相控陣列探頭5構成，其特征在于計算機1分別與超聲發(fā)射卡2、超聲接收卡3、機械掃描和定位裝置4相連，其作用是根據檢測的需要，執(zhí)行對超聲發(fā)射卡2、超聲接收卡3、機械掃描和定位裝置4的控制，并對檢測結果進行處理和顯示；超聲發(fā)射卡2分別與計算機1、超聲相控陣列探頭5相連，其作用是在計算機1的控制下，產生不同延遲時間的脈沖信號，去激勵超聲相控陣列探頭5產生超聲波；超聲接收卡3分別與計算機1、超聲相控陣列探頭5相連，其作用是對超聲相控陣列探頭5接收到的被檢測的工件TKY管節(jié)點焊縫處反射的微弱超聲回波信號進行放大，并在計算機1的控制下，對各回波信號進行數(shù)字化和延時數(shù)字合成；機械掃描和定位裝置4與計算機1，安裝在被檢測的工件TKY管上，其作用是在計算機1的控制下，完成對TKY管節(jié)點焊縫的機械掃描；超聲相控陣列探頭5分別與超聲發(fā)射卡2、超聲接收卡3相連，并安裝在機械掃描和定位裝置4上，并與被檢測的工件TKY管接觸，其作用是在控制信號的作用下，產生檢測所需的任意角度偏轉的超聲波束，并接收被檢測的工件TKY管不同位置的反射回波信號。
根據圖1可知，超聲發(fā)射卡2由高壓發(fā)生電路9、發(fā)射延時控制電路8、發(fā)射脈沖形成7、發(fā)射驅動電路6構成，其特征在于發(fā)射延時控制電路8分別與計算機1、發(fā)射脈沖形成7相連，其作用是在計算機1的控制下，對各通道的發(fā)射信號進行延時編碼，產生具有不同延遲時間的脈沖信號；發(fā)射脈沖形成7分別與發(fā)射延時控制電路8、發(fā)射驅動電路6相連，其作用是將發(fā)射延時控制電路8輸出的脈沖信號進行整形，以產生發(fā)射驅動電路6所需的觸發(fā)信號；
發(fā)射驅動電路6分別與高壓發(fā)生電路9、發(fā)射脈沖形成7、超聲相控陣列探頭5相連，其作用是在發(fā)射脈沖形成7產生的觸發(fā)信號的作用下，把高壓發(fā)生電路9輸出的高壓信號加到超聲相控陣列探頭5上，驅動超聲相控陣列探頭5產生超聲波束；高壓發(fā)生電路9與發(fā)射驅動電路6相連，其作用是提供發(fā)射驅動電路6所需的高壓直流電源。
根據圖1可知，超聲接收卡3由前置放大器10、多路選擇器11、可控增益放大器12、高速A/D變換器13、數(shù)字信號延時器14、回波信號合成器15構成，其特征在于前置放大器10分別與多路選擇器11、超聲相控陣列探頭5相連，其作用是對超聲相控陣列探頭5接收到的微弱超聲回波信號進行預放大；多路選擇器11分別與前置放大器10、可控增益放大器12、計算機1相連，其作用是通過計算機1的編程控制，使前置放大器10送出的多路回波信號選擇性的通過；可控增益放大器12分別與多路選擇器11、高速A/D變換器13、計算機1相連，其作用是根據回波信號的強弱，通過計算機1的控制，改變放大器的增益，并將多路選擇器11輸出的信號進行放大；高速A/D變換器13分別與可控增益放大器12、數(shù)字信號延時器14、計算機1相連，其作用是在計算機1的控制下，將可控增益放大器12放大了的回波信號數(shù)字化；數(shù)字信號延時器14分別與高速A/D變換器13、回波信號合成器15、計算機1相連，其作用是在計算機1的控制下，對高速A/D變換器13輸出的數(shù)字信號進行延時；回波信號合成器15分別與數(shù)字信號延時器14、計算機1相連，其作用是將數(shù)字信號延時器14輸出的數(shù)字信號進行相加合成，并將結果送到計算機1中進行處理。
根據圖1可知，機械掃描和定位裝置4由機械掃描控制16、步進電機17、機械掃描裝置18構成，其特征在于機械掃描控制16分別與計算機1、步進電機17相連，其作用是根據檢測的需要，在計算機1的控制下，產生所需的脈沖序列，驅動步進電機運轉；步進電機17分別與機械掃描控制16、機械掃描裝置18相連，其作用是在機械掃描控制16輸出脈沖序列的作用下，驅動機械掃描裝置18移動到指定的位置；機械掃描裝置18與步進電機17相連，其作用是在步進電機17的驅動下，完成對被檢測部位的機械掃描，其詳細結構已申請專利(專利申請?zhí)?00420111354.5)。
超聲相控陣列探頭5由8(圓周方向)×32(母線方向)個大小3mm×2mm的鈦酸鉛壓電復合材料陣元組成。
計算機1中安裝有由C語言編寫該管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測程序，它由信息初始化子系統(tǒng)、掃查控制子系統(tǒng)、圖象生成子系統(tǒng)、圖象識別子系統(tǒng)、圖象顯示子系統(tǒng)、數(shù)據維護子系統(tǒng)等幾部分構成。
根據圖2可知，發(fā)射驅動電路6由IRF830型VMOS場效應管V1、電阻R1、R2、電容C、電感L、陣元EL、高壓電源+VH構成，其特征在于電阻R1的一端與IRF830型VMOS場效應管V1的柵極相連，另一端與發(fā)射脈沖形成7產生的觸發(fā)信號相連；IRF830型VMOS場效應管V1的柵極與電阻R1相連，源極與地線相連，漏極分別與電阻R2、電容C相連；電阻R2的一端分別與電容C、IRF830型VMOS場效應管V1的漏極相連，另一端與高壓發(fā)生電路9產生的高壓電源+VH相連；電容C的一端分別與IRF830型VMOS場效應管V1的漏極、電阻R2相連，另一端分別與電感L、超聲相控陣列探頭5的一個陣元EL相連；電感L的一端分別與電容C、超聲相控陣列探頭5的一個陣元EL相連，另一端與地線相連；陣元EL一端分別與電容C、電感L相連，另一端與地線相連。
根據圖3可知，前置放大器10由雙柵場效應管4D01E、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、電容C1、C2、C3、C4、C5、電源+6V、-6V等構成，其特征在于電容C1的一端與雙柵場效應管4D01E的信號輸入端G1、電阻R1相連，另一端與輸入信號Us相連；電阻R1的一端與4D01E的信號輸入端G1、電容C1相連，另一端與可變電阻W1、電容C3相連；電容C3的一端與電阻R1、可變電阻W1相連，另一端與地線相連；可變電阻W1一端與電阻R3相連，另一端與地線相連，其中心抽頭與電容C3、電阻R1相連；電阻R3的一端與可變電阻W1相連，另一端與-6V電源相連；雙柵場效應管4D01E的信號輸入端G1與電阻R1、電容C1相連，增益控制端G2與電阻R2、電容C2相連，漏極D與電阻R5、電容C4相連，源極S與電阻R4、電容C5相連；電容C2的一端與電阻R2、雙柵場效應管4D01E的增益控制端G2相連，另一端與地線相連；電阻R2的一端與電容C2、雙柵場效應管4D01E的增益控制端G2相連，另一端與增益控制TGC相連；電阻R5的一端與電容C4、雙柵場效應管4D01E的漏極D相連，另一端與+6V電源相連；電容C4的一端與電阻R5、雙柵場效應管4D01E的漏極D相連，另一端與電阻R6、輸出信號Uo相連；電阻R4的一端與電容C5、雙柵場效應管4D01E的源極S相連，另一端與地線相連；電容C5的一端與電阻R4、雙柵場效應管4D01E的源極S相連，另一端與地線相連；電阻R6的一端與電容C4、輸出信號Uo相連，另一端與地線相連；
超聲相控陣列探頭5采用8(圓周方向)×32(母線方向)相控平面陣列，每次檢測時，8×16陣元發(fā)射，其中心的2×8陣元同時又作為接收，共有256個發(fā)射通道，48個接收通道。在延遲時間不變的條件下，改變有效工作陣元的位置，可產生水平移動的平行聲束；在有效工作的位置不變的條件下，改變各陣元的延遲時間，可產生不同角度的聲束。圓周方向的相控使聲束軸線位于焊縫被檢位置法平面內，母線方向的相控使聲束垂直于焊縫。綜合考慮系統(tǒng)的復雜性和檢測結果的有效性，檢測時每次使8(圓周方向)×16(n～n+15)(母線方向)(其中n是每次聲波發(fā)射中陣列中的有效工作陣元的起始位置，n＝1，2，...17)陣元處于發(fā)射工作狀態(tài)，其中2(4，5)(圓周方向)×8(n+4～n+11)(母線方向)同時接收反射回波信號。在對焊縫某一位置的進行檢測時，通過改變n和控制各工作陣元的延時，即可產生不同偏轉角度的聲束，從而完成對某處焊縫的聲掃描檢測。陣列陣元大小為3mm×2mm，陣元中心間的距離為3.4mm×2.3mm，相控陣探頭的總尺寸為(26.8+8)mm×(73.3+8)mm×20mm。為了兼顧發(fā)射和接收性能，晶片材料可使用鈦酸鉛壓電復合材料，其背村材料采用環(huán)氧樹脂基復合材料。
發(fā)射延時控制電路8由可編程邏輯控制器件組成，完成對發(fā)射脈沖信號的延時編碼；發(fā)射脈沖形成電路7產生發(fā)射驅動電路所需的窄脈沖信號；發(fā)射驅動電路6在窄脈沖信號的作用下在換能器陣列產生高壓脈沖使其振動，從而輻射出聲波；高壓發(fā)生電路9產生150V直流電壓作為發(fā)射高壓電源，最高發(fā)射脈沖重復頻率為2KHz。采用耐高壓快恢復的IRF830型VMOS場效應開關管作發(fā)射驅動管。
為了避免干擾，接收前置放大器10安裝在距探頭較近的位置，前置放大器10由雙柵場效應管4D01E等組成，其增益為30dB；多路選擇器11由CD4051等組成；可控增益放大器12由AD602和ADC0808組成，DAC0808的輸出電壓控制AD602的增益，可控增益范圍為40dB，增益步進量為0.5dB；高速A/D變換器13對接收放大后的回波信號進行數(shù)字化；數(shù)字信號延時器由可編程邏輯陣列和FIFO存儲器組成，它按設計要求對不同通道的回波信號進行數(shù)字延時；回波信號合成器15完成對接收回波信號的數(shù)字聚焦。接收放大器帶寬不小于15MHz。
采用可編程邏輯控制器組成時鐘頻率為200MHz的11位記數(shù)器對發(fā)射脈沖進行延時記數(shù)，其延遲時間分辨率即最小延遲時間為0.005μs，最大延遲時間為0.005μs×211＝10.24μs。陣列聲束偏轉角最小步進量為0.73°，檢測分辨率為1.4mm。
該裝置實現(xiàn)了TKY管節(jié)點焊縫檢測的超聲自動掃描成像，以及缺陷識別的自動化，檢測位置的準確標定及傷波信號的計算機重現(xiàn)和輸出。
權利要求1.一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，它由計算機(1)、超聲發(fā)射卡(2)、超聲接收卡(3)、機械掃描和定位裝置(4)、超聲相控陣列探頭(5)組成，其特征在于計算機(1)分別與超聲發(fā)射卡(2)、超聲接收卡(3)、機械掃描和定位裝置(4)相連，超聲發(fā)射卡(2)分別與計算機(1)、超聲相控陣列探頭(5)相連，超聲接收卡(3)分別與計算機(1)、超聲相控陣列探頭(5)相連，超聲相控陣列探頭(5)分別與超聲發(fā)射卡(2)、超聲接收卡(3)相連。
2.根據權利要求1所述的一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，其特征在于超聲發(fā)射卡(2)由高壓發(fā)生電路(9)、發(fā)射延時控制電路(8)、發(fā)射脈沖形成(7)、發(fā)射驅動電路(6)構成，發(fā)射延時控制電路(8)分別與計算機(1)、發(fā)射脈沖形成(7)相連，發(fā)射驅動電路(6)分別與由高壓發(fā)生電路(9)、發(fā)射脈沖形成(7)、超聲相控陣列探頭(5)相連。
3.根據權利要求1所述的一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，其特征在于超聲接收卡(3)由前置放大器(10)、多路選擇器(11)、可控增益放大器(12)、高速A/D變換器(13)、數(shù)字信號延時器(14)、回波信號合成器(15)構成，前置放大器(10)分別與多路選擇器(11)、回波信號合成器(15)相連，高速A/D變換器(13)分別與可控增益放大器(12)、數(shù)字信號延時器(14)、計算機(1)相連，回波信號合成器(15)分別與數(shù)字信號延時器(14)、計算機(1)相連。
4.根據權利要求1所述的一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，其特征在于發(fā)射驅動電路(6)由IRF830型VMOS場效應管(V1)、電阻(R1、R2)、電容(C)、電感(L)、換能器陣元(EL)構成，電阻(R1)的一端與(V1)的柵極相連，另一端與發(fā)射脈沖形成(7)相連，(V1)柵極與電阻(R1)相連，源級與地線相連，漏級分別與電阻(R2)，電容(C)相連。
5.根據權利要求1所述的一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，其特征在于前置放大器(10)由雙柵場效應管4D01E、電阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6)、電容(C1、C2、C3、C4、C5)、電源(+6V、-6V)構成，電容(C1)的一端與雙柵場效應管4D01E的信號輸入端(G1)、電阻(R1)相連，另一端與輸入信號(Us)相連，電容(C3)的一端與電阻(R1)、可變電阻(W1)相連，另一端與地線相連，可變電阻(W1)一端與電阻(R3)相連，另一端與地線相連，其中心抽頭與電容(C3)、電阻(R1)相連，雙柵場效應管4D01E的信號輸入端(G1)與電阻(R1)、電容(C1)相連，增益控制端(G2)與電阻(R2)、電容(C2)相連，漏極(D)與電阻(R5)、電容(C4)相連，源極(S)與電阻(R4)、電容(C5)相連，電阻(R2)的一端與電容(C2)、雙柵場效應管4D01E的增益控制端(G2)相連，另一端與增益控制(TGC)相連，電容(C4)的一端與電阻(R5)、雙柵場效應管4D01E的漏極(D)相連，另一端與電阻(R6)、輸出信號(Uo)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種TKY管節(jié)點焊縫超聲相控陣檢測裝置，它由計算機、超聲發(fā)射卡、超聲接收卡、機械掃描和定位裝置、超聲相控陣列探頭組成，計算機分別與超聲發(fā)射卡、超聲接收卡、機械掃描和定位裝置相連，超聲發(fā)射卡分別與計算機、超聲相控陣列探頭相連，超聲接收卡分別與計算機、超聲相控陣列探頭相連，超聲相控陣列探頭分別與超聲發(fā)射卡、超聲接收卡相連。本發(fā)明結構簡單，操作方便，測量結果準確，實現(xiàn)了TKY管節(jié)點焊縫的超聲自動掃描成像檢測，以及缺陷識別的自動化，檢測位置的準確標定及傷波信號的計算機重現(xiàn)和輸出。
文檔編號G01M3/00GK2788187SQ20042011161
公開日2006年6月14日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權日2004年11月26日
發(fā)明者程建政, 宋玉玲, 張旸, 魏志剛 申請人:中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所