专利名称：双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探伤仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探伤仪； 属超声波探伤技术领域。
技术背景随着我国现代化建设的步伐不断加快，对产品的质量和设备运行安全要求 也越来越髙，因此对无损检测设备也不断提出了新的需求，尤其是在役设备的 安全运行有些急待解决难题；铁路机车车辆的崩箍、崩轮、断轴，电站和石油 化工企业的爆炸事故，都跟无损检测存在的不足有直接关系；目前国内外的数 字化超声波探伤仪都是一个屏幕显示所有的探伤信息，分辨缺陷的能力随着被 检测工件长大而降低，对于几何形状复杂的长大工件探伤、就很难分辨固定反 射波和缺陷波；也有些一个屏幕彩色显示的探伤仪，但没有按照绿色是无伤波、 黄色是探伤的动态波、红色就是要确认的伤波的明显标识。 发明内容为了克服上述不足，本实用新型的目的在于提供一种双屏幕、分色显示、 能实时比较数字化超声波探伤仪，它即可双屏幕显示， 一个屏幕实时显示整体 信息，另一个屏幕实时显示局部放大的信息，大大提高了分辨危害性缺陷的能 力；用分色的方法实现了实时比较的无损检测方法，绿色显示在屏幕上作为背 景波；实际探伤中的动态波用黄色显示在屏幕上，与绿色无伤的背景波实时比较；如果黄色的动态波比绿色无伤波多出一个波，就可以视为伤波，形成绿色 是无伤波、黄色动态波是探伤要注意观察的波、红色就是伤波的实时比较探伤 模式。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案它由绿色波、黄色波、红 色波、闸门、放大的红色波、单屏幕、双屏幕、超声波探头、脉冲发射电路单 元、前置放大电路、可控增益电路、检波电路、模数转换电路、电脉冲接收、 放大电路单元、采样控制运算电路、采样数据存储电路、显示控制电路、显示 存储电路、逻辑控制运算电路单元、接口电路、微处理器、电源电压监控电路、 键盘控制电路、实时时钟电路、非易失存储器、微处理电路单元组成；超声波 探头与脉冲发射电路单元和电脉冲接收、放大电路单元的前置放大电路电连接， 前置放大电路与可控增益电路电连接，可控增益电路与检波电路电连接，检波 电路与模数转换电路电连接；电脉冲接收、放大电路单元的模数转换电路与逻 辑控制运算电路单元的采样控制运算电路电连接，逻辑控制运算电路单元的采 样控制运算电路又与脉冲发射电路单元电连接，采样控制运算电路与采样数据 存储电路、显示控制电路、显示存储电路分别电连接；逻辑控制运算电路单元 的采样控制运算电路与微处理电路单元的微处理器电连接，微处理器与电源电 压监控电路、键盘控制电路、实时时钟电路、非易失存储器、接口电路电连接; 微处理电路单元的接口电路与计算机打印机外部存储器单元电连接。单、双屏显示由微处理器的程序控制，输送到采样控制运算电路，进行逻 辑运算，再由显示控制电路来显示单双屏，单双屏的转换电路与按键电连接。分色显示波形由微处理器输出分色波形程序控制采样控制运算电路，实现 分色显示；绿色波为背景波，也称为无伤波黄色波为探伤中的动态波，也称为探伤扫描波；红色波为黄色波扫描过程比绿色波多一个波就是红波，也称为 伤波，红色波在闸门内。双屏幕显示的上面屏幕为整体信息，下面屏幕为放大的红色波。 本实用新型的有益效果是采用双屏、分色显示伤波分辩明显，尤其是长 大工件，很容易辨别伤波；双屏显示可以把伤波放大，很容易判断伤痕的情况； 分色显示可以按绿色是背景波，也是无伤波；黄色是动态扫描波，也是比较波； 绿色波和黄色波比较黄色波比绿色波多出的波就是红波，也是伤波，很容易分 辨出伤波；它技术先迸，设计合理，可靠性高，体积小，重量轻，适于各种大 型机械在线探伤。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探伤电路 原理方框图。图2是单屏波形图。 图3是双屏波形图。 图中标号 1、绿色波 4、闸门 7、双屏幕 103、前置放大电路 106、模数转换电路 108、接口电路2、黄色波5、放大的红色波 101、超声波探头 104、可控增益电路3、红色波 6、单屏幕102、脉冲发射电路单元 105、检波电路107、计算机打印机外部存储器单元109、微处理器 110、电源电压监控电路111、键盘控制电路 112、实时时钟电路 113、非易失存储器 114、采样控制运算电路115、采样数据存储电路116、显示控制电路 117、显示存储电路 118、电脉冲接收、放大电路单元119、逻辑控制运算电路单元 120、微处理电路单元具体实施方式
请参阅图1至图3;它由绿色波(1)、黄色波(2)、红色波(3)、闸门(4)、 放大的红色波(5)、单屏幕(6)、双屏幕(7)、超声波探头(101)、脉冲发射 电路单元(102)、前置放大电路(103)、可控增益电路(104)、检波电路(105)、 模数转换电路(106)、电脉冲接收、放大电路单元(118)、采样控制运算电路(114)、采样数据存储电路(115)、显示控制电路(116)、显示存储电路(117)、 逻辑控制运算电路单元(119)、接口电路(108)、微处理器(109)、电源龟压 监控电路(110)、键盘控制电路(111)、实时时钟电路(112)、非易失存储器(113)、微处理电路单元(120)、计算机打印机外部存储器单元(107)组成； 超声波探头(101)与脉冲发射电路单元(102)和电脉冲接收、放大电路单元(118)的前置放大电路(103)电连接，前置放大电路(103)与可控增益电路(104)电连接，可控增益电路(104)与检波电路(105)电连接，检波电路(105) 与模数转换电路(106)电连接；电脉冲接收、放大电路单元(118)的模数转 换电路(106)与逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)电 连接，逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)又与脉冲发 射电路单元(102)电连接，采样控制运算电路(114)与采样数据存储电路(115)、 显示控制电路(116)、显示存储电路(117)分别电连接；逻辑控制运算电路单 元(119)的采样控制运算电路(114)与微处理电路单元(120)的微处理器(109)电连接，微处理器(109)与电源电压监控电路(110)、键盘控制电路(111)、 实时时钟电路(112)、非易失存储器(113)、接口电路(108)电连接；微处理 电路单元(120)的接口电路(108)与计算机打印机外部存储器单元(107)电 连接。单屏幕(6)、双屏幕(7)显示由微处理电路单元(120)的微处理器(109) 的程序控制，输送到逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114), 进行逻辑运算，再由逻辑控制运算电路单元(119)的显示控制电路(116)来 显示单屏幕(6)、双屏幕(7)，单屏幕(6)、双屏幕(7)的转换电路与按键电 连接。分色显示波形由微处理电路单元(120)的微处理器(109)输出分色波形 程序控制逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)，实现分色 显示；绿色波(1)为背景波，也称为无伤波；黄色波(2)为探伤中的动态波， 也称为探伤扫描波；红色波(3)为黄色波(2)扫描过程比绿色波(1)多一个 波就是红色波(3),也称为伤波，红色波(3)在闸门(4)内。双屏幕(7)显示的上面屏幕为整体信息，下面屏幕为放大的红色波(5)。 下面详述本实用新型探伤仪的工作过程 将超声波探头(101)置于被探工件表面，通过电脉冲发射电路单元(102) 产生瞬时髙压脉冲，通过导线将髙压电脉冲导通至压电陶瓷晶片产生超声波， 超声波信号在被探工件内传播，当超声波遇到不同介质时会发生反射，反射回 的超声波信号再作用于压电陶瓷晶片，经压电陶瓷晶片转换为电信号进入探伤 仪的电脉冲接收、放大电路单元(118)。探伤仪的电脉冲接收、放大电路单元 (118)包括四部分组成l、前置放大电路(103) 2、可控增益电路(104) 3、检波电路(105)4、模数转换电路；电信号经过电脉冲接收、放大电路单元(118) 处理后输出到模数转换电路(106)部分转换为数字信号再输出到逻辑控制运算 电路单元(119)，至此完成信号的接收；经过逻辑控制运算电路单元(119)的 处理，将处理过的数字信号存储在逻辑控制运算电路单元(119)内的显示存储 器(117)中，同时输出到液晶显示电路在屏幕上生成动态回波。非易失存储器 (113)电路负责数据的存储，完成用户需要的波形存储、回放。微处理电路单元(120)包括微处理器(109)、接口电路(108)、键盘控制 电路(111)、电源电压监控电路(110)、实时时钟电路(112)、；主要负责系统 初始化、键盘响应、打印机驱动、时钟显示、电源电压监控、与上位机的通讯、 对外部存储器如U盘的控制。以及在屏幕上生成必要的人机对话界面，通过响 应键盘完成人机对话。探伤仪通过USB总线接口完成与上位机、打印机的数据 传递，并可将存储的波形数据转移到U盘上。微处理电路单元(120)的核心部分采用的是Zilog公司的Ez80芯片，这是 一款工作电压为3. 3V的24为微处理器具有16M线形地址及24个可编程10,是 一款功能强大的MCU。通过逻辑控制运算电路单元(119)的译码完成对所有存 储器的寻址。并通过CH375芯片扩展出USB接口 。逻辑控制运算单元(119)采用的是Lattice公司的XP6芯片，这是一款内 部嵌入非易失存储器的Fpga。为了保证屏幕动态波形的实时性和连续性，探伤 仪采用了利用硬件进行数据处理和屏幕上动态波形的描绘。在屏幕刷新一帧的 时间内通过逻辑控制完成两次数字采样，并将处理后的采样数据分别存储，同 时显示在屏幕的特定位置上完成双屏显示。并可通过Mcu的控制完成单屏幕(6) 与双屏幕(7)的转换。本探伤仪采用的是18bit颜色的彩色液晶显示器，通过逻辑控制运算单元 (119)的控制，将闸门(4)外的动态波形、Mcu在显示存储器(117)内绘制 的静态对比波形和用户需要关心的闸门(4)内的动态波形分别用黄、绿、红三 种颜色显示出来，协助用户的探伤判别工作。
权利要求1、一种双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探伤仪；包括绿色波(1)、黄色波(2)、红色波(3)、闸门(4)、放大的红色波(5)、单屏幕(6)、双屏幕(7)、超声波探头(101)、脉冲发射电路单元(102)、前置放大电路(103)、可控增益电路(104)、检波电路(105)、模数转换电路(106)、电脉冲接收、放大电路单元(118)、采样控制运算电路(114)、采样数据存储电路(115)、显示控制电路(116)、显示存储电路(117)、逻辑控制运算电路单元(119)、接口电路(108)、微处理器(109)、电源电压监控电路(110)、键盘控制电路(111)、实时时钟电路(112)、非易失存储器(113)、微处理电路单元(120)、计算机打印机外部存储器单元(107)；其特征在于超声波探头(101)与脉冲发射电路单元(102)和电脉冲接收、放大电路单元(118)的前置放大电路(103)电连接，前置放大电路(103)与可控增益电路(104)电连接，可控增益电路(104)与检波电路(105)电连接，检波电路(105)与模数转换电路(106)电连接；电脉冲接收、放大电路单元(118)的模数转换电路(106)与逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)电连接，逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)又与脉冲发射电路单元(102)电连接，采样控制运算电路(114)与采样数据存储电路(115)、显示控制电路(116)、显示存储电路(117)分别电连接；逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114)与微处理电路单元(120)的微处理器(109)电连接，微处理器(109)与电源电压监控电路(110)、键盘控制电路(111)、实时时钟电路(112)、非易失存储器(113)、接口电路(108)电连接；微处理电路单元(120)的接口电路(108)与计算机打印机外部存储器单元(107)电连接。
2、 根据权利要求1所逑的双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探 伤仪；其特征在于单屏幕(6)、双屏幕(7)显示由微处理电路单元(120) 的微处理器(109)的程序控制，输送到逻辑控制运算电路单元(119)的采样 控制运算电路(114),进行逻辑运算，再由逻辑控制运算电路单元(119)的显 示控制电路(116)来显示单屏幕(6)、双屏幕(7),单屏幕(6)、双屏幕(p 的转换电路与按键电连接。
3、 根据权利要求1所逑的双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探 伤仪；其特征在于分色显示波形由微处理电路单元(120)的微处理器(109) 输出分色波形程序控制逻辑控制运算电路单元(119)的采样控制运算电路(114),实现分色显示；绿色波(1)为背景波，也称为无伤波；黄色波(2) 为探伤中的动态波，也称为探伤扫描波；红色波(3)为黄色波(2)扫描过程 比绿色波(1)多一个波就是红色波(3)，也称为伤波，红色波(3)在闸门(4) 内。
4、根据权利要求1所逑的双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探 伤仪；其特征在于双屏幕(7)显示的上面屏幕为整体信息，下面屏幕为放大 的红色波(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种双屏幕、分色显示、能实时比较数字化超声波探伤仪，旨在提供一种它既能单、双屏显示，又可以分色显示波形；它包括绿色波、黄色波、红色波、闸门、放大的红色波、单屏幕、双屏幕、超声波探头、脉冲发射电路单元、电脉冲接收、放大电路单元、逻辑控制运算电路单元、微处理电路单元；单、双屏显示由微处理器的程序控制，输送到采样控制运算电路，进行逻辑运算，再由显示控制电路来显示单双屏，单双屏的转换电路与按键电连接；分色显示波形由微处理器输出分色波形程序控制采样控制运算电路，实现分色显示；绿色波为背景波，为无伤波；黄色波为动态波；红色波为伤波，红色波在闸门内；适于各种大型机械在线探伤。
文档编号G01N29/04GK201096752SQ200720116900
公开日2008年8月6日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者军 范 申请人:军 范