三通道超声波钢轨探伤仪制造技术

本实用新型专利技术是由同步电路、发射电路、接收电路、扫描逻辑电路、显示电路和报警电路组成，提供了一种灵敏度高，信噪比大，在改变不同角度的探头时，对该角度的探头放大增益能够自动进行增益转换，对于不同的探头探出钢轨伤损能够发出不同报警声响的仪器。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本技术涉及一种适合铁路线路上检验钢轨伤损的三通道超声波钢轨探伤仪，是对原有设备的改进。国内现有的三通道超声波钢轨探伤仪，存在探伤灵敏度偏低，杂波不易控制，在钢轨接头处各通道的报警声响互相掩盖等问题。国外在小型钢轨探伤仪领域只有单通道超声波钢轨探伤仪。本技术的目的是提出一种便携式三通道超声波钢轨探伤仪，这种仪器提高仪器的灵敏度和信噪比，在使用不同角度探头时对该角度的探头放大增益能够自动进行增益转换，对于不同的探头探出伤损能够发出不同的报警声响。本技术是这样实现的由同步电路、发射电路、接收电路、扫描逻辑电路、显示电路和报警电路等组成三通道超声波钢轨探伤仪，它同时具有下述三个特点在发射电路中用可控硅代替晶体管，可控硅的额定电流1～10A，断态重复峰值电压100～1500V，在高压产生电路中采用高反压、大电流晶体管作为高压产生开关管，其额定电流在1A～10A之间；在接收电路的前置放大电路中增设电阻67、二极管58，与原前置放大电路组成前置级增益控制电路，它的一端连接探头转换开关30，另一端分别连接Ⅱ、Ⅲ通道前置放大器，当探头转换开关30拨至Ⅱ、Ⅲ通道前置放大时，电阻67和负反馈电阻66并联，前置级增益变大，当探头转换开关30拨至Ⅰ通道时，电阻67断开，前置级增益变小；报警电路分为对伤损失波报警的穿透式报警和对伤损回波报警的反射式报警两个组成部分，穿透式报警在Ⅰ通道报警逻辑电路中设开关二极管49～57，它们的正极分别连接显示电路面板的绿色发光二极管正极，其中49、50连接红色发光二极管⑧、(12)，它通过电阻68、69连接三极管34的基极，当发光管点亮时呈高电位，集电极呈低电位，它通过电阻70加到与非门35的输入端A，输出端Q呈高电位，通过电阻72使与非门36的C呈高电位、进一步使Q2为低电位，使HZ1能通过或非门38到达Q3，再通过二极管D14加到报警功放，产生报警声响，开关管51～57连接绿色发光二极管⑤、⑥、⑦、(13)、(14)、(15)、(16)，通过电阻71连到与非门35的输入端B，当发光管点亮时B呈现高电位，与非门35的输出端Q1呈低电位，这个低电位通过电阻72加到与非门36的输入端C，反相输出Q2为高电位，加到或非门38的D端，输出Q3为低电位，送到E端的频率信号HZ1不能通过或非门38进入音响功放18，仪器不报警，有伤损失波时，三极管31或32的正极呈现高电位，经三极管34反相后，使与非门35的输出呈高电位，仪器按HZ1频率报警，反射式报警在Ⅱ、Ⅲ通道报警逻辑电路17中发光二极管(17)～(32)连接与非门37的输入端F，另端连接移位寄存器22各通道，当某一发光二极管显示伤损回波时，移位寄存器22锁定具有伤损回波通道的位置，呈现高电位，即与非门37的输入端F为高电位，输出端Q4为低电位，或非门39的输入端G为低电位，另一种频率脉冲HZ2输入或非门39的H端，反相后被输出端Q5通过二极管60送到音响功放电路，发出HZ2频率报警声；Ⅱ、Ⅲ通道报警逻辑电路使用频率HZ2＝330HZ，Ⅰ通道报警逻辑电路的使用频率HZ＝1000HZ，穿透式报警频率HZ1＝1000HZ，当反射式与穿透式同时报警时，仪器发出300HZ和1000HZ的混合声。图1三通道超声波钢轨探伤仪工作原理图图2高压脉冲产生电路图图3Ⅰ－Ⅲ通道发射电路图图4Ⅰ通道报警逻辑电路示意图图5Ⅰ－Ⅲ通道前置放大电路和前置及增益控制电路图6报警逻辑电路示意图图7显示电路工作原理图现结合附图进一步叙述本技术参见图1同步电路1产生1000HZ的同步脉冲信号，该信号加到高压产生电路2中的高压产生晶体管基极，在该三极管由饱和到截止的一瞬间在电感上产生400V高压脉冲，通过二极管分别在三个通道的发射电路8、9、10中产生高压电位。提供了发射用的高压电源。同步脉冲也同时加到分频电路19中，该电路产生时序不同的三个分频信号分别去控制三个通道的发射电路8、9、10，产生发射电脉冲。同步脉冲同时也去探头转换增益控制电路3、扫描逻辑电路4、显示电路5、报警电路6，按各通道时序分别工作。高压产生电路2中产生的发射电脉冲加到探头中发射压电晶体的两个极板上，产生超声机械波。这种机械波在钢轨中传播，遇伤损或反射物后反射回波被探头接收晶体接收，在接收晶体的两个极板上产生超声压脉冲。该电脉冲经过Ⅰ－Ⅲ通道前置放大器11、12、13后，加到各通道增益控制级14、20、21，放大后的信号按时序加到公共通道15放大后，送到信号处理电路7。处理后的回波信号加到显示电路5的移位寄存器上。同步电路产生的同步信号指挥扫描逻辑电路4产生三个通道扫描时钟脉冲，该脉冲加到显示电路5的移位寄存器22上，与信号处理电路7产生的经过处理的回波信号一起产生移位显示信号，移位过程结束后锁定，将显示信号送至发光管系列6显示。由发光管系列6引出的电位，送至Ⅰ通道和Ⅱ、Ⅲ通道报警逻辑电路16、17，由报警逻辑电路产生的报警信号送到音响功放18电路进行功率放大，之后通过喇叭产生报警声。在探头转换增益控制电路3中用探头转换开关30控制扫描逻辑电路4送出探头转换增益控制信号分别到Ⅱ通道和Ⅲ通道前置放大器12、13，用以控制Ⅱ、Ⅲ通道的前置放大量。参见图2由一个晶体三极管31、一个电感40、一只二极管61组成一个高频脉冲产生电路2，三极管31的基极加入同步电路1产生的同步脉冲，当脉冲在t1－t2时间之内，三极管31饱和导通，这时电感40上的电流由小至大，到t2时电流已很大。当输入脉冲t2下降沿到来时，三极管突然截止。这时由于电感40两端电流不能突变，所以在其两端产生很高的自感电动势，经二极管引至发射电路8、9、10，三极管31的额定电流在1A～10A之间。参见图3当同步脉冲t1时刻到来时，可控硅32被触发导通，这时电容43上所存电荷突然释放，电感线圈41振荡产生高压发射脉冲，t1时刻过后，t2时刻尚未到来前，高反压二极管62的正端高压脉冲尚未到来，可控硅32由于阳阴极间电流小于维持导通电流而使可控硅关断。当t2时刻到来时，二极管62正端由高压产生电路2送过来高压脉冲，高压电流给电容43充电，使电容43两极板充上高电压，直至下一个t1时刻再被释放。参见图4Ⅰ通道报警逻辑电路16显示发光二极管的正极引出报警信息(即电位)，分别送到0°探头伤损回波报警逻辑电路23、0°探头失波报警逻辑电路24进行信号判别与处理，处理后的信号加到一个与非门25上，其作用是只要有一个报警信号到来时，与非门即跳变。将报警跳变的电位加到或非门26的一个输入端，或非门26的另一端输入端加入HZ1的同步振荡信号。当与非门25的报警信号到来时，或非门26打开，使HZ1信号通过，直至音响功放电路18，从而使仪器发出报警声。音响功放电路18另端接Ⅱ、Ⅲ通道报警逻辑电路17。参见图5现有的三通道超声波钢轨探伤仪Ⅰ－Ⅲ通道前置放大器都是30°探头和50°探头共用同一个前置放大器，即当30°、50°探头转换开关分别拨至30°和50°时前置放大器的增益无变化。30°探头用于对螺栓孔探伤，探头角度小，效率高，螺栓孔伤损反射面角度利于超声波反射，到达回波较强，需要的前置放大器增益小，50°探头相反，需要较大的增益。本技术由高频小功率三极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三通道超声波钢轨探伤仪，它由同步电路、发射电路、接收电路、扫描逻辑电路、显示电路和报警电路等组成，本实用新型的特征是：它同时具有下述三个特点：一在发射电路８、９、１０中用可控硅替代晶体管，可控硅的额定电流１～１０Ａ，断态重复峰值电压 １００～１５００Ｖ，在高压产生电路２中，采用高反压、大电流晶体管作为高压产生开关管，其额定电流在１Ａ～１０Ａ之间；一在接收电路的前置放大电路１１、１２、１３中增设电阻６７，二极管５８，与原前置放大电路组成前置级增益控制电路３，它的一端连 接探头转换开关３０，另一端分别连接Ⅱ、Ⅲ通道前置放大器１２、１３，当探头转换开关３０拨至Ⅲ通道前置放大时，电阻６７和负反馈电阻６６并联，前置级增益变大，当探头转换开关３０拨至Ⅱ通道时，电阻６７断开，前置级增益变小；一发光管系列６分别连接 对伤损失波报警的穿透式报警和对伤损回波报警的反射式报警两个部分，穿透式报警在Ⅰ通道报警逻辑电路１６中设开关二极管４９～５７，它们的正极分别连接显示电路５面板的发光二极管正极，其中二极管４９，５０连接红色发光二极管８、１２，它通过电阻６８、６９连接三极管３４的基极，当８和１２点亮时，三极管３４基极呈高电位，集电极呈低电位，它通过电阻７０加到与非门３５的输入端Ａ，输出端Ｑ呈高电位，通过电阻７２使与非门３６的Ｃ呈高电位，进一步使Ｑ↓［２］为低电位，使ＨＺ↓［１］能通过或非门３８到达Ｑ↓［３］，再通过二极管５９加到报警功放，产生报警声响；开关二极管５１～５７连接绿色发光二极管５、６、７、１３、１４、１５、１６，通过电阻７１连到与非门３５的输入端Ｂ，当发光管点亮时Ｂ呈现高电位，与非门３５的输出端Ｑ↓［１］呈低电位，这个低电位通过电阻７２加到与非门３６的输入端Ｃ，反向输出Ｑ↓［２］为高电位，加到或非门３８的Ｄ端，输出Ｑ↓〔３〕为低电位，送到Ｅ端的频率信号ＨＺ↓［１］不能通过或非门３８进入音响功放１８，仪器不报警，有伤损失波时，三极管３１或３２的正极呈现高电位，经三极管３４反相后，使与非门３５的输出呈高电位，仪器按ＨＺ↓［１］频率报警；反射式报警在Ⅱ、Ⅲ通道报警逻辑电路１７中发光二极管１７～３２连接与非门３７的输入端Ｆ，另端连接移位寄存器２２各通道，当某一发光二极管显示伤损回波时，移位寄存器２２锁定具有伤损回波通道的位置，呈现高电位，即与非门３７的输入端Ｆ为高电位，输出端Ｑ↓［４］为低电位，或非门３９的输入端Ｇ为低电位...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三通道超声波钢轨探伤仪，它由同步电路、发射电路、接收电路、扫描逻辑电路、显示电路和报警电路等组成，本实用新型的特征是它同时具有下述三个特点-在发射电路8、9、10中用可控硅替代晶体管，可控硅的额定电流1～10A，断态重复峰值电压100～1500V，在高压产生电路2中，采用高反压、大电流晶体管作为高压产生开关管，其额定电流在1A～10A之间；-在接收电路的前置放大电路11、12、13中增设电阻67，二极管58，与原前置放大电路组成前置级增益控制电路3，它的一端连接探头转换开关30，另一端分别连接Ⅱ、Ⅲ通道前置放大器12、13，当探头转换开关30拨至Ⅲ通道前置放大时，电阻67和负反馈电阻66并联，前置级增益变大，当探头转换开关30拨至Ⅱ通道时，电阻67断开，前置级增益变小；-发光管系列6分别连接对伤损失波报警的穿透式报警和对伤损回波报警的反射式报警两个部分，穿透式报警在Ⅰ通道报警逻辑电路16中设开关二极管49～57，它们的正极分别连接显示电路5面板的发光二极管正极，其中二极管49，50连接红色发光二极管⑧、(12)，它通过电阻68、69连接三极管34的基极，当⑧和(12)点亮时，三极管34基极呈高电位，集电极呈低电位，它通过电阻70加到与非门35的输入端A，输出端Q呈高电位，通过电阻72使与非门36的C呈高电位，进一步使Q2为低电位，使HZ1能通过或非门38到达Q3，再通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国斌，隋景明，
申请(专利权)人：汪国斌，隋景明，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]