一种数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪制造技术

本实用新型专利技术属于无损检测领域，涉及一种数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪。所述的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪由超声换能器、超声板、数字信号处理板、信号显示单元、超声信号输出/输入接口、检测结果输出/输入接口、功能按键板、电源板、机箱、固定支柱螺栓组成。仪器具有单周脉冲回波特性，仪器分辨率和盲区可到达单个复合材料铺层厚度，约0.125mm。具有RF/VF显示方式、检测结果存储和USB输出以及超声R/T与R-T工作模式。仪器外形结构尺寸不大于150×300×130mm，仪器的总质量小于2kg。本实用新型专利技术为复合材料室内外无损检测提供了一种数字便携式高分辨率微盲区超声检测仪器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Digital portable high resolution micro blind area composite material ultrasonic detector

The utility model belongs to the field of nondestructive testing, which relates to a digital portable high resolution micro blind area composite material ultrasonic detector. The digital portable high resolution micro blind composite ultrasonic detecting instrument is composed of ultrasonic transducer, ultrasonic plate, digital signal processing board, signal display unit, ultrasonic signal output / input interface, the test results of output / input interface, function board, power board, chassis, fixed pillar bolt. The instrument has the characteristics of single pulse echo, the resolution of the instrument and the blind area can reach a single layer thickness of composite material, about 0.125mm. With RF/VF display, test results storage and USB output as well as ultrasonic R/T and R-T operating mode. The overall dimension of the instrument is less than 150 * 300 * 130mm, and the total mass of the instrument is less than 2kg. The utility model provides a digital portable high resolution micro blind area ultrasonic testing instrument for the nondestructive testing of composite materials.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无损检测
，可用于航空、航天、民航、电子、兵器、船舶、电力、交通、建筑等领域中的复合材料室内外无损检测与无损评估的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪。
技术介绍
目前用于复合材料等超声检测仪器主要有两类:一类是采用金属材料检测用的超声检测仪器，有模拟式和数字式两种超声检测仪器，具有超声反射/穿透法检测模式，手工扫查检测时，以超声反射检测为主，低端超声检测仪器一般纵向分辨率和表面检测盲区在l-3mm左右，其中数字式超声检测仪器纵向分辨率和表面检测盲区更大；另一类是针对复合材料的超声检测仪器，目前以模拟式的复合材料超声检测仪器为主，纵向分辨率和表面检测盲区可以达到单个复合材料铺层厚度，根据仪器屏幕显示的超声A-显示模拟信号，进行缺陷判别和检测。目前用于复合材料检测的仪器主要采用金属材料超声检测仪器，其突出的不足是:(a)检测仪器的纵向分辨率低、表面检测盲区大，一般都在1.0mm以上，而复合材料单个铺层厚度仅有0.13_左右，容易引起近表面缺陷漏检；(b)检测信号信噪比差、难以得到反映复合材料缺陷性能方面的细微信息，而且缺陷信号规律解释难度大，容易引起误判和漏检。现有模拟式复合材料超声检测仪器，其突出的不足是:检测仪器体积大，质量重，不便外场携带和使用，长时间工作热稳定性不好，不能自动记录保存检测信号。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种用于检测复合材料的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪。本技术的技术解决方案是，所述的超声检测仪由超声换能器、超声板、数字信号处理板、信号显示单元、超声信号输出/输入接口、检测结果输出/输入接口、功能按键板、电源板、机箱、固定支柱螺栓组成；超声换能器通过高频电缆与超声信号输出/输入接口的BNC端连接；超声板由超声发射/接收板和超声信号前置处理板组成，超声发射/接收板安装在信号显示单元的显示驱动板和超声信号前置处理板的后方；超声发射/接收板由同步电路、分频电路、脉冲整形、触发输出、高压单元、发射单元、脉冲激励输出等电路组成，超声信号前置处理板主要由前置电路、阻抗变换和前置放大、滤波等电路构成；数字信号处理板通过螺栓安装在机箱底板上的固定螺栓支柱上，数字信号处理板由信号输入级、ADC、存储器、数据处理器和数据I/O构成，信号显示单元由显示驱动板和显示屏组成，显示驱动板安装在机箱的前面板左后侧，显示屏安装在仪器机箱的前面板左前侧对应位置，显示驱动板与显示屏通过连接座连接，显示屏通过数据线与数字信号处理板中对应的I/O 口连接，超声信号输出/输入接口采用BNC插座，此BNC插座固定在机箱的前面板右下外侧，BNC插座的外端通过高频电缆与超声换能器中的插座连接，BNC插座的内端与超声板中的超声发射/接收板的输出/输入端口连接，检测结果输出/输入接口采用USB接口，此USB接口位于机箱的前面板左下外侧，USB接口的输入端与数字信号处理板中对应的I/O数据端连接，USB接口的外壳与前面板固定；功能按键板由一组操作按钮和功能旋钮组成，位于机箱的前面板右前方，功能按键板安装在前面板右前方。所述超声检测仪的外形结构尺寸不大于150X300X 130mm，仪器的总质量小于2kg。所述超声检测仪的分辨率和盲区到达单个复合材料铺层厚度。本技术具有的优点和有益效果，本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪设计采用高分辨率脉冲超声激励技术和换能器技术，使超声回波信号具有严格单周特性，表面检测盲区和纵向分辨率可以达到复合材料单个铺层厚度即0.125mm。本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪设计采用宽带窄脉冲信号处理技术，通过对脉冲电路的设计与优化，使超声检测信号质量和信噪比明显提高，信号规律更清晰，缺陷判别更准确，可以准确地进行缺陷定性定量分析。本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪通过对电路设计与优化、检测仪器的集成，并采用数字化设计，使检测仪器的体积更小、质量更轻、更便于室外各种场合携带和检测应用，长时间工作热稳定性更好，丰富了复合材料超声检测仪器的测量功能和缺陷信号的综合分析、显示和存储能力。附图说明图1是本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪的原理组成示意图；图2是本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪的结构装配示意图；图3是本技术的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪的内部结构布局俯视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作详细说明。用于复合材料无损检测的数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪，它由超声换能器1、超声板2、数字信号处理板3、信号显示单元4、超声信号输出/输入接口 5、检测结果输出/输入接口 6、功能按键板7、电源板8、机箱9、固定支柱螺栓10组成，如图1所示；超声换能器I采用北京航空制造工程研究所生产的FJ系列高分辨超声换能器，超声换能器I通过高频电缆与超声信号输出/输入接口 5的BNC端连接；超声板2由超声发射/接收板2A和超声信号前置处理板2B组成，超声发射/接收板2A安装在显示驱动板4A和超声信号前置处理板2B的后方，如图2和图3所示，在超声发射/接收板2A左右两端分别有上下两个固定孔，此固定孔位置和大小分别对应于显示驱动板4A和超声信号前置处理板2B上的固定支柱螺栓10的位置和大小，利用与固定螺栓10配套的螺帽锁紧超声发射/接收板2A，超声发射/接收板2A由同步电路、分频电路、脉冲整形、触发输出、高压单元、发射单元、脉冲激励输出等电路组成，产生高品质的宽带窄脉冲信号作为脉冲声波的激励信号源，在超声信号前置处理板2B左右两端分别有上下两个固定孔，通过螺帽与前面板9C上的对应固定支柱螺栓10锁紧连接，超声信号前置处理板2B主要由前置电路、阻抗变换和前置放大、滤波等电路构成，通过超声板2与超声换能器I匹配，实现单周脉冲信号的发射/接收；在数字信号处理板3上分布有多个通孔3A，如图3所示，此通孔3A分别对应于机箱9底板上带螺纹孔的固定螺栓支柱位置，数字信号处理板3通过螺栓安装在机箱9底板上的固定螺栓支柱上，数字信号处理板3由信号输入级、ADC、存储器、数据处理器和数据I/O等部分构成，实现对来自超声板2的模拟信号的高速数字化；信号显示单元4由显示驱动板4A和显示屏4B组成，显示驱动板4A安装在机箱9的前面板9C左后侧对应的固定螺栓上，显示屏4B采用由高亮度LCD液晶显示屏，安装在仪器机箱9的前面板9C左前侧对应位置，如图3所示，显示驱动板4A与显示屏4B通过多线连接座连接，显示屏4B通过数据线与数字信号处理板3中对应的I/O 口连接，实现检测信号和检测参数的显示；超声信号输出/输入接口5采用BNC插座，如图2所示，此BNC插座固定在机箱9的前面板9C右下外侧，BNC插座的外端通过高频电缆与超声换能器I中的插座连接，BNC插座的内端与超声板2中的超声发射/接收板2A的输出/输入端口连接，实现超声检测信号的发射/接收；检测结果输出/输入接口 6采用USB接口，此USB接口位于机箱9的前面板9C左下外侧，如图2所示，USB接口的输入端与数字信号处理板3中对应的I/O数据端连接，通过USB接口的外壳与前面板9C固定；功能按键板7由一组操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字便携式高分辨率微盲区复合材料超声检测仪，其特征是，所述的超声检测仪由超声换能器（1）、超声板（2）、数字信号处理板（3）、信号显示单元（4）、超声信号输出/输入接口（5）、检测结果输出/输入接口（6）、功能按键板（7）、电源板（8）、机箱（9）、固定支柱螺栓（10）组成；超声换能器（1）通过高频电缆与超声信号输出/输入接口（5）的BNC端连接；超声板（2）由超声发射/接收板(2A)和超声信号前置处理板（2B）组成，超声发射/接收板(2A)安装在信号显示单元（4）的显示驱动板（4A）和超声信号前置处理板（2B）的后方；超声发射/接收板(2A)由同步电路、分频电路、脉冲整形、触发输出、高压单元、发射单元、脉冲激励输出等电路组成，超声信号前置处理板（2B）主要由前置电路、阻抗变换和前置放大、滤波等电路构成；数字信号处理板（3）通过螺栓安装在机箱（9）底板上的固定螺栓支柱上，数字信号处理板（3）由信号输入级、ADC、存储器、数据处理器和数据I/O构成，信号显示单元（4）由显示驱动板（4A）和显示屏（4B）组成，显示驱动板（4A）安装在机箱（9）的前面板（9C）左后侧，显示屏（4B）安装在仪器机箱（9）的前面板（9C）左前侧对应位置，显示驱动板（4A）与显示屏（4B）通过连接座连接，显示屏（4B）通过数据线与数字信号处理板（3）中对应的I/O口连接，超声信号输出/输入接口（5）采用BNC插座，此BNC插座固定在机箱（9）的前面板（9C）右下外侧，BNC插座的外端通过高频电缆与超声换能器（1）中的插座连接，BNC插座的内端与超声板（2）中的超声发射/接收板(2A)的输出/输入端口连接，检测结果输出/输入接口（6）采用USB接口，此USB接口位于机箱（9）的前面板（9C）左下外侧，USB接口的输入端与数字信号处理板（3）中对应的I/O数据端连接，USB接口的外壳与前面板（9C）固定；功能按键板（7）由一组操作按钮和功能旋钮组成，位于机箱（9）的前面板（9C）右前方，功能按键板（7）安装在前面板（9C）右前方。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松平，刘菲菲，白金鹏，李乐刚，孟秋杰，曹正华，史俊伟，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：