一种声纹检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测系统，属于无损检测设备领域，具体涉及一种声纹检测系统。
【背景技术】
[0002]密闭的容器舱体泄露、机械轴承转动摩擦、电气设备漏电放电都会产生一定频率范围的超生波。利用超声波检测技术可以对各种设备存在的微小故障和隐患进行无损检测。
[0003]目前，超声波无损检测诊断技术已经被广泛地应用于各种领域和场所，对质量控制和在线实时检测都具有重要的作用和影响。但是，检测结果对检测人员的依赖性都还很强，并且都还存在着一些难以克服的困难和缺陷，比如:
[0004](1)外界环境对检测结果影响较大:外界环境的温度、湿度、粉尘、振动、噪音以及磁、电场和仪器本身内部的各种干扰都会影响检测结果，特别是环境噪声直接影响检测人员的判断能力。
[0005](2)依赖于检测人员的经验和检测技术:通常需要有熟练的技术技能，才能对结果做出说明及解释。因此，在相互关系未经证明的情况下，可能存在不同人员对结果看法不统一，并且性能可以直接测试、而检测结果却只是定性或相对的，不能精确量化。
[0006](3)目前的超声波检测技术主要采用常规的A型脉冲反射法技术，存在不直观、判断难、无记录、人为因素影响大等缺点，严重影响着超声检测结果的可靠性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型主要是解决现有技术所存在的外界环境对检测结果影响较大的技术问题，提供了一种声纹检测系统。该声纹检测系统对系统信号放大部分进行合理设计，能够增加系统灵敏度，能够使故障音清晰明显，并且显著降低环境噪音。
[0008]本实用新型还有一目的是解决现有技术所存在的检测结果依赖于检测人员的经验和检测技术的技术问题以及检测结果只能定性不能量化的技术问题，提出了一种声纹检测系统。该声纹检测系统将检测到的声纹信号与后台软件提供的针对各种典型检测点的正常的声纹波形图进行比对，由计算机进行比对给出量化结果，从而能够显著减少对检测人员的经验和技术的依赖。
[0009]本实用新型再有一目的是解决现有技术中的A型脉冲反射法技术所存在的不直观、判断难、无记录、结果可靠性低的技术问题，提出了一种声纹检测系统。该声纹检测系统能够将接收到的声纹信号转化为指针表或电位表的输出直观显示，并通过后台软件辅助进行判断，操作更加直观，结果更加准确。
[0010]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0011]—种声纹检测系统，包括声波接收机和检测附件，所述声波接收机包括依次连接的超声波探头、噪声滤波器、前置放大器、高通滤波器、第一信号放大器、带通滤波器，其中:
[0012]所述带通滤波器连接有混频器，所述混频器与功率放大器和模数转换器相连，所述模数转换器与数字逻辑电路相连。
[0013]优化的，上述的一种声纹检测系统，所述带通滤波器还与第二信号放大器相连，所述第二信号放大器依次与检波器、拨动开关和指针表相连。
[0014]优化的，上述的一种声纹检测系统，所述超声波探头包括声波传感器JA1 ;所述噪声滤波器包括电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R13 ;所述前置放大器包括运放U1A ;所述运放U1A的正极通过电容C3和电阻R13接地，所述电阻R13未接地的一端通过电阻R1与电源VCC相连；所述运放U1A的正极通过电阻C2与声波传感器JA1的一个输出端相连；所述声波传感器JA1的另一个输出端与所述电阻R13未接地的一端相连；所述运放U1A的负极通过电阻R2和电容C1与电源VCC相连，所述电阻R2和电容C1相接的一端接地；所述运放U1A的负极通过可调电阻RV1A和电阻R3与所述运放U1A的输出端相连；所述可调电阻RV1A的电阻调节端通过电容C4与所述运放U1A的输出端相连；所述运放U1A的输出端与所述高通滤波器相连。
[0015]优化的，上述的一种声纹检测系统，所述的高通滤波器包括电容C6、电阻R5、电感L1，所述的第一信号放大器包括运放U1C ；
[0016]所述的运放U1C的正极分别通过电容C6和电阻R5与所述运放U1A的输出端相连；所述运放U1C的负极分别通过电阻R6和电容C8接地；所述运放U1C的负极分别与电感L1和电容C7的一端相连，所述电感L1和电容C7的另一端相连后再分别通过电阻R7和电容C10与所述运放U1C的输出端相连；所述电感L1和电容C7与电阻R7相连接的一端通过电容C9接地；所述的运放U1C的输出端与所述带通滤波器相连。
[0017]优化的，上述的一种声纹检测系统，所述带通滤波器包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极分别通过电容C11和电阻R8与所述运放U1C的输出端相连；所述三极管Q3的集电极分别通过电阻R9、电容C16、可调电感L2与电源VCC相连；所述三极管Q3的发射极接地。
[0018]优化的，上述的一种声纹检测系统，所述检测附件包括:集声器、声学探针、实心探针、声学探管中的一种或多种。
[0019]因此，本实用新型具有如下优点:1.对系统信号放大部分进行合理设计，能够增加系统灵敏度，能够使故障音清晰明显，并且显著降低环境噪音；2.将检测到的声纹信号与后台软件提供的针对各种典型检测点的正常的声纹波形图进行比对，由计算机进行比对给出量化结果，从而能够显著减少对检测人员的经验和技术的依赖；3.能够将接收到的声纹信号转化为指针表或电位表的输出直观显示，并通过后台软件辅助进行判断，操作更加直观，结果更加准确。
【附图说明】
[0020]附图1是本实用新型的结构示意图；
[0021]附图2是本实用新型的声波接收机一种原理结构图；
[0022]附图3是本实用新型的声波接收机电路的局部放大示意图1 ;
[0023]附图4是本实用新型的声波接收机电路局部放大示图2 ；
[0024]附图5是本实用新型的声波接收机电路局部放大示意图3。
【具体实施方式】
[0025]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0026]实施例:
[0027]如图1所示，本实用新型由信号发器、声波接收机和检测附件3部分构成。其中，本实施例中的声波接收机选用手持接收机。各部件作用如下:
[0028]信号发生器
[0029]信号发生器能同时产生和发射高低2种频率的声波，低频为人耳可听的音频，高频为40KHz的超声波。是本产品的辅助检测装置，检测容器密封性时，将其放入容器中，容器有泄漏时，手持接收器可在容器外接收其发出的超声波信号。
[0030]检测附件
[0031]检测附件是各种形状的带螺纹的合金或者塑料零件，将其与手持接收器连接后可辅助接收器的探头扩大或集中(缩小)探测范围。检测附件具体包括:
[0032](1)集声器:采用高强度塑料附件，自带螺纹接口，与接收机声波探头连接，用于检测气体/空气泄漏，增加测试范围和精度。包括大集声器和小集声器两种。
[0033]大集声器可使诊断泄漏工作范围扩大了两倍，并且将接收焦点由中心外延45度集中到5度，同时起到保护探头的作用。锥形的小集中器缩小接收角度到中心外延5度范围，提高发现差错的精确度，同时起到保护探头的作用
[0034](2)声音探测末梢:称为近点采波器或反相集声器，能提高短距离检测的精确性。推荐用于容器的小型泄漏。也可用于在嘈杂的环境中进行遮挡。
[0035](3)声音探测末梢:用于缩小信号接收区域，可用于精准发波器，将发射器产生的信号注入无压容器，空洞，及管道中。
[0036](4)实心探针装置:可选择不同长度的带有塑料基座的金属探针。主要应用于探测高速运转的机械点的状态。为接触模式下增强灵敏度，改善清晰度，及降低环绕噪音而设计推荐用于检测机器元件，例如:变速箱、阀门、轴承，或阀门座。也可用于检测液充系统(如内部液压)的气穴现象/泄漏/密封状况包括3"，5"，8"，13"和23"英寸探针，每种长度都是为在不同状况下维持性能的延伸而设计。
[0037](5)声学探管装置:为在困难条件下(例如:难以涉足的区域或布满电子元件的区域)进行检测而设计，通过压缩接收区域，声学探管能够提高定位泄漏点微弱的分子摩擦信号包括:两个双端螺纹的12"空心铝质探测器，一个单端螺纹的12〃空心铝质探测器，1个用于电子应用的单端螺纹的12〃空心聚碳酸酯(非金属)探测器和一个适配器。每支探针都可以相互连接，额外延长3英尺探测范围。
[0038]手持接收机
[0039]手持接收机是用于检测和接收故障信号波的一款手持机，也是声纹检测仪的主要设备。手持接收机内部优质的声纹传感器和电子电路，能发现并通过电子转换将故障源复杂波转化为人类听力范围可以识别的声音。
[0040]手持接收机可接收置于压力容器内的信号发生器发出的超声波，用于检测容器的密封性；更多情况下无需信号发生器用手持接收机可直接检测压力容器的泄漏、机械磨损、电弧放电等故障所产生的超声波信号，如果配合检测附件手持机可在各种复杂环境下实现精准的检测效果。
[0041]手持接收机由超声探头、模拟声纹处理电路、数字运算处理电路及模拟和数字接口组成。超声探头在现场采集声纹信号经模拟声纹处理电路过滤、放大和迀移后将故障信号转换成人耳可听范围的音频信号。该音频信号输入到耳机接口，使检测人员通过耳机能在现场实时清晰的听到故障音；该音频信号同时经A/D转换成数字信号，经高速信号处理器对其运算分析，其分析结果可直接在计算机上显示。
[0042]手持接收机配置了一分二标准输出接口，可同时外接耳机和PDA掌上电脑。手持接收机控制面板配置了输出开关、增益模式开关，及电位表等。
[0043]手持接收机原理及电路具体描述如下:
[0044](1)手持式接收机原理
[0045]本实施例中，依据时域中相承等于频域中卷积的频谱迀移理论，设计了手持式接收机的声波处理电路，其结构示如图2所示。
[0046]该电路设计首先采用噪声滤波器对超声探头采集到的声纹进行噪声滤波(20KHz以下)，采用前置放大电路对其20KHz以上声纹信号进行放大；采用高通滤波电路对前置