专利名称：采用全双工前置放大器的超声波换能器以及超声波通用换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波检测采用的超声波径向换能器。
背景技术：
随着计算机技术的飞跃发展，超声检测信号的数字化处理、分析与显示，为超声检测技术的应用与拓展提供了更大的空间，如超声波的全自动循环测试技术、超声波计算机层析扫描技术、超声全息检测技术等在桥梁工程、建筑、港工、大坝、地质探测等工程检测领域有了新的发展，其对超声波换能器的性能也有了新的要求，超声波换能器收发共用是基本要求之一，而以往采用的超声波换能器，基本为单一发射、单一接收或不带前置放大器的收发共用三种形式，采用不带前置放大器的收发共用的超声波换能器时，信噪比大，透测能力较差，也因此客观造成换能器的尺度太大，难于实现快速高效、准确、精细的要求。同时采用不带前置放大器收的超声波检测方式，由于透测能力差也常出现盲测误判的现象，不能满足国家有关技术规范关于“宜选用带前置放大器的接收换能器”的推荐性要求。另一方面超声波数字化检测仪的研发呈现百家争鸣、百花齐放的状态，不但各厂家产品的工作模式不同，主机采用的连接插座更是千变万化，这使超声波换能器具有了专用的特性，许多检测机构 常同时拥有新旧不同、型号不同的多台检测仪，必须同时配置相应型号的超声波换能器，使超声波换能器的采购、使用、管理和携带十分不便，造成浪费。
发明内容本实用新型的目的，是希望在既有的超声波换能器的基础上，研制一种带前置放大器的且具有收发共用的全双工工作模式的超声波换能器，以达到下列目的1.满足国家有关技术规范关于“宜选用带前置放大器的接收换能器”的推荐性要求，符合行业发展的导向；2.提高了检测信号的信噪比，使检测质量和检测效率提高；3.增强对严重缺陷透测判定的能力，避免盲测误判，使检测评定结果更科学真实，能检测较大直径的桩基；4.能同时适用于更多类型的超声波检测仪器使用，研制一种通用的超声波换能器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种采用全双工前置放大器的超声波换能器，包含压电晶体传感器、换能器外壳、导线和连接插头，其特征在于在压电晶体传感器和导线之间增加了具有前置放大功能的全双工内装电路，内装电路由输入隔离电路、前置放大器、输出隔离电路及单向电子开关构成，将输入隔离电路、前置放大器和输出隔离电路的输出端和输入端顺序串联起来再与单向电子开关构成并联电路，单向电子开关的阳极与输入隔离电路的输入端的连接点为内装电路的F' /Vo输入输出接口，接压电晶体传感器的输入输出端，单向电子开关的阴极与输出隔离电路的输出端的连接点为内装电路的F/Vout输入输出接口。本实用新型的特征在于内装电路的输入隔离电路和输出隔离电路由限流元件和限幅电路构成，输入隔离电路的限流元件的一端为输入端，限流元件的另一端和限幅电路的连接点为输出端，输出隔离电路的限流元件(和限幅电路的连接点为输入端，限流元件的另一端则为输出端，限幅电路的另一端接地，限流元件可以为电阻器、电容器或电感器，限幅电路可为一只二极管或由二只反向并接的二极管构成，单向电子开关为一只或由二只闻频闻压开关~■极管串接构成。本实用新型的特征在于一种采用单电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路，电阻Rf和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路的F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器的输入输出端，二极管Vf I和Vf2反向并联后同时连接到电阻Rf的另一端和电容Cf的一端，电容Cf的另一端和电阻RF的一端同时连接到放大器Al的IN A-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为前置放大器的Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，电阻R2和R3及电容C2的一端同时连接到放大器Al的IN A+输入端，电阻R2的另一端连接到电源V+，二极管Vfl、Vf2和V2及电阻R3和电容C2的另一端均接地，电阻Rl的另一端连接二极管Vl的阴极为内装电路的F/Vout输入输出口。本实用新型的特征在于一种采用双电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路，电阻Rp和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路的F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器的输入输出端，二极管Vpl和Vp2反向并联后同时连接到电阻Rp的另一端和放大器Al的IN A+输入端，电阻Rf和RF的一端同时连接到放大器Al的IN A-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为前置放大器的Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，二极管Vpl、Vp2和V2及电阻Rf的另一端均接地，电阻Rl的另 一端连接二极管Vl的阴极为内装电路的F/Vout输入输出□。本实用新型的特征在于内装电路的输出隔离电路或其中的限流元件和单向电子开关安装在连接插头上，由导线内部的芯线连通电路，用较少芯线的导线，持供最多个输入及输出接口以经选用。本实用新型的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于连接导线采用多芯屏蔽线，从内装电路中连接不同的接口至连接插头(连接插头与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应)，可构成具有不同功能的专用的超声波换能器1.从内装电路中连接F/Vout、地线、V+或以及V-至连接插头，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端，构成带前置放大器的收发共用的全双工超声波换能器。2.从内装电路中连接Vout、F/Vout、地线、V+或以及V-至连接插头，F/Vout作为发射电压的输入端、Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的收发共用的单工超声波换能器。3.从内装电路中连接Vout、地线、V+或以及V-至连接插头，Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的超声波换能器。4.从内装电路中连接F' /Vo或F/Vout和地线至连接插头，F' /Vo或F/Vout作为发射电压的输入端，可构成发射超声波换能器。5.从内装电路中连接Γ /Vo和地线至连接插头，F' /Vo作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端，可构成收发共用的超声波换能器。[0018]一种超声波通用换能器，其特征在于具有上述采用全双工前置放大器的超声波换能器，所述连接插头改为连接器I，再由专用短接线连接到不同型号超声波主机的发射、或接收、或收发共用的主机插座上，专用短接线一端的连接器II和连接器I配套，专用短接线另一端的专用连接插头与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应。专用短接线包括发射短接线、接收短接线、收发共用短接线、带前置放大器的接收短接线、带前置放大器的收发共用单工短接线、带前置放大器的收发共用的全双工短接线。其中1.发射短接线、接收短接线和收发共用短接线，可只需连接内装电路的F' /Vo和地线，F, /Vo作为发射电压、或接收信号、或收发共用的连接端。2.发射短接线，可只需连接内装电路的Γ /Vo或F/Vout和地线，Γ /Vo或F/Vout作为发射电压的连接端。3.带前置放大器的接收短接线，连接内装电路的Vout或F/Vout、地线、电源V+、或以及电源V-，Vout或F/Vout作为接收放大信号的输出端。4.带前置放大器的收发共用单工短接线，连接内装电路的Vout、F/Vout、地线、电源V+、或以及电源V-，F/Vout作为发射电压的输入端，Vout作为接收放大信号的输出端。5.带前置放大器的收发共用的全双工短接线，连接内装电路的F/Vout、地线、电源V+、或以及电源V-，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端。本实用新型的特征在于本实用新型的有益效果在于在压电晶体传感器和导线之间增加了具有前置放大功能的全双工内装电路，使一个换能器同时具有发射和前置放大接收功能的全双工通讯能力，通过选择连接内装电路的输入输出接口至连接插头， 或采用专用短接线的方法，除能构成常用的超声波发射换能器、超声波接收换能器、超声波收发共用换能器和带前置放大器的超声波换能器外，还能构成带前置放大器的收发共用单工超声波换能器和带前置放大器的收发共用的全双工超声波换能器，一方面能提升未采用带前置放大器的换能器检测的超声波检测仪及超声波循测仪的使用性能，不但提高了检测信号的信噪比，使检测质量和检测效率提高，也增强了对严重缺陷透测判定的能力，避免盲测误判，使检测评定结果更科学真实，能有效检测较大直径的桩基，满足国家技术规范关于“宜选用带前置放大器的接收换能器”的推荐性要求，另一方面采用专用短接线和通用换能器的方案，使每个换能器均能适用现有主流超声波主机，可分别作为发射、接收、带前置放大接收、收发共用、具有前置放大功能的收发共用等超声波换能器，方便换能器的采购、使用、管理和携带。内装电路中的输入隔离电路一方面能有效隔离高压发射电压对前置放大器输入端的影响，一方面能无损耗地将传输换能器的接收信号传输到放大器上，同时还起到释放压电晶体高压激发电压的电流的作用；内装电路中的输出隔离电路一方面起到有效隔离高压发射电压对前置放大器输出端的影响，另一方面起到将放大信号限幅微耗输出(现有超声波主机的接收端均为高阻抗输入，采用电阻作为耦合电路时，信号无明显损耗)的作用；内装电路中的单向电子开关为负高压发射电压持供通道，并隔离放大信号的反馈及发射电路和导线的干扰噪声进入后续接收信号中。内装电路中的前置放大器采用集成放大器，可采用同相放大和反相放大工作方式，具有性能可靠电路简单低噪声的优点。将内装电路的输出隔离电路或其中的限流元件和单向电子开关安装在连接插头上，用较少芯线的导线，就能持供最多个输入及输出接口，从而使通用超声波换能器适用范围更宽的目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和实施方法作进一步的说明。
图1是采用全双工前置放大器的超声波换能器的结构原理示意图。图2是一种具有前置放大功能的全双工内装电路的电路原理示意图。图3是一种输入隔离电路的电路原理示意图。图4是一种输出隔离电路的电路原理示意图。图5是一种采用单电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路的电路图。图6是一种采用双电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路的电路图图7是电路分装方式设计的具有前置放大功能的全双工内装电路的电路原理示意图图8是一种超声波通用换能器结构原理示意图图9是一种采用外接电源的超声波通用换能器结构原理示意图图10 —种具有前置放大功能的全双工内装电路的电路图附图标证记说明1.压电晶体传感器，2.换能器外壳，3.内装电路，4.导线，5.连接插头，3-1.输入隔尚电路,3-2.前置放大器,3-3.输出隔尚电路,3-4.单向电子开关，3-11.限流元件，3-12.限幅电路6.连接器I，7.专用短接线，8.连接器II，9.专用连接插头，10.电源线，11.独立电源。
具体实施方式
实施例1一种采用单电源供电的采用全双工前置放大器的超声波换能器如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5所示，采用单电源供电的全双工前置放大器的超声波换能器包含压电晶体传感器1、换能器外壳2、导线4和连接插头5，在压电晶体传感器I和导线4之间增加具有前置放大功能的全双工内装电路3，内装电路3由输入隔离电路3-1、前置放大器3-2、输出隔离电路3-3及单向电子开关3-4构成。由电阻Rf和二极管Vfl和Vf2构成输入隔离电路，其中电阻Rf为限流元件，二极管Vfl和Vf2反向并联构成限幅电路。由电阻Rf、RF、R2和R3、电容Cf、Cl、C2和集成放大器Al构成一阶高通滤波的反相放大器，设计滤波频率低于5kHz。由电阻Rl和二极管V2构成输出隔离电路，其中电阻Rl为限流元件，二极管V2为限幅电路。由二极管Vl构成单向电子开关。其中集成放大器Al可采用如INA111、TL082等高阻抗低噪声集成电路，二极管Vl应采用高频高压开关二极管，二极管Vfl、Vf2, V2采用高频开关二极管。内装电路的连接是将输入隔离电路3-1、前置放大器3-2和输出隔离电路3-3的输出端和输入端顺序串联起来再与单向电子开关3-4构成。电路的具体连接是电阻Rf和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路3的前方F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器的输入输出端，二极Vfl和Vf2反向并联后同时连接到电阻Rf的另一端和电容Cf的一端，电容Cf的另一端和电阻RF的一端同时连接到放大器Al的IN A-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，电阻R2和R3及电容C2的一端同时连接到放大器Al的IN A+输入端，电阻R2的另一端连接到电源V+，二极管Vf l、Vf2和V2及电阻R3和电容C2的另一端均接地，电阻Rl的另一端连接二极管Vl的阴极为内装电路3的后方F/Vout输入输出口。从具有前置放大功能的全双工内装电路引出不同的连接端至连接插头，可构成具有不同功能的超声波换能器1.换能器连接导线采用屏蔽线，从换能器的内装电路中同时连接V+、F/Vout和地线至与超声波主机收发共用的插座的型号配套的连接插头时，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端，构成带前置放大器的收发共用的全双工超声波换能器。如附图9所示，当超声波主机的接收插座无电源供给时，可通过电源线10采用外接独立电源9给换能器内装电路3供电。2.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中同时连接V+、F' /Vo,F/Vout和地线至与超声波主机收发共用的插座的型号配套的连接插头时，F' /Vo作为发射电压的输入端、F/Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的收发共用的单工超声波换能器。3.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中同时连接V+、Vout、F/Vout和地线至与超声波主机收发共用的插座的型号配套的连接插头时，F/Vout作为发射电压的输入端、Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的收发共用的单工超声波换能器。4.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中同时连接V+、Vout和地线至与超声波主机的接收插座的型号配套的连接插头时，Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的超声波换能器。如附图9所示，当超声波主机的接收插座无电源供给时，可通过电源线10采用外接独立电源9给换能器内装电路3供电。5.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中同时连接V+、F/Vout和地线至与超声波主机的接收插座的型号配套的连接插头时，F/Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的超声波换能器。如附图9所示，当超声波主机的接收插座无电源供给时，可通过电源线10采用外接独立电源9给换能器内装电路3供电。6.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中只连接F' /Vo和地线至与超声波主机发射插座的型号配套的连接插头时，F' /Vo作为发射电压的输入端，构成超声波发射换能器。7.换能器连接导线采用多芯屏蔽线，从换能器的内装电路中只连接F/Vout和地线至与超声波主机发射插座的型号配套的连接插头时，F/Vout作为发射电压的输入端，构成超声波发射换能器。实施例2一种采用双电源供电的采用全双工前置放大器的超声波换能器如附图6所示，采用双电源供电的全双工前置放大器的超声波换能器，由电阻Rp和二极管Vpl和Vp2构成输入隔离电路，其中电阻Rp为限流元件，二极管Vpl和Vp2反向并联构成限幅电路。由电阻Rf、RF、电容Cl和集成放大器Al构成同相放大器。由电阻Rl和二极管V2构成输出隔离电路。由二极管Vl构成单向电子开关。其中集成放大器Al可采用如INAl IUTL082等高阻抗低噪声集成电路，二极管Vl应采用高频高压开关二极管，二极管Vpl、Vp2、V2采用高频开关二极管。内装电路的具体连接是电阻Rp和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路3的前方F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器的输入输出端，二极管Vpl和Vp2反向并联后同时连接到电阻Rp的另一端和放大器Al的IN A+输入端，电阻Rf和RF的一端同时连接到放大器Al的INA-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，二极管Vpl、Vp2和V2及电阻Rf的另一端均接地，电阻Rl的另一端连接二极管Vl的阴极为内装电路3的后方F/Vout输入输出口。从具有前置放大功能的全双工内装电路引出连接端至连接插头时需增加V-连接芯线。其余同实施例1。实施例3另一种米用双电源供电的全双工前置放大器的超声波换能器如附图10所示，采用双电源供电的全双工前置放大器的超声波换能器，由电容C3代替电阻Rp构成输入隔离电路，由电阻Rf、RF、电容Cl和集成放大器Al构成同相放大器，由稳压二极管V4代替二极管V2构成输出隔离电路，由二极管Vl和V3串联构成单向电子开关，其中电容C3采用耐高压电容。其余同实施例2。实施例4一种采用单电源供电的通用超声波换能器如附图8所示的一种超声波通用换能器，从换能器的内装电路中引出F' /Vo、F/Vout、地线、及电源V+，将连接插头5改为连接器I 6，再由专用短接线7连接到不同型号超声波主机的发射、或接收、或收发共用的主机插座上，专用短接线7 —端的连接器II 8和连接器I 6配套，专用短接线7另一端的专用连接插头9与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应。专用短接线7包括发射短接线、接收短接线、收发共用短接线、带前置放大的接收短接线、带前置放大的收发共用单工短接线、带前置放大的收发共用的全双工短接线。各专用短接线及连接方法如下1.发射短接线、接收短接线和收发共用短接线，短接线可采用单芯同轴屏蔽电缆，只需选通连接内装电路3的F' /Vo和地线，F' /Vo作为发射电压、或接收信号、或收发共用的连接端。专用发射短接线也可接F/Vout接口。2.带前置放大器的接收短接线，短接线可采用二芯或三芯屏蔽电缆，连接内装电路3的F/Vout、地线、电源V+，F/Vout作为接收放大信号的输出端。3.带前置放大器的收发共用单工短接线，短接线可采用二芯或三芯屏蔽电缆，同时连接内装电路3的F' /Vo、F/Vout、地线、电源V+，F' /Vo作为发射电压的输入端，F/Vout作为接收放大信号的输出端。4.带前置放大器的收发共用的全双工短接线，短接线可采用二芯或三芯屏蔽电缆，连接内装电路3的F/Vout、地线、电源V+，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端。5.带前置放大器的接收短接线、带前置放大的收发共用单工短接线和带前置放大的收发共用的全双工短接线，当超声波主机插座不带电源输出端时，前置放大器电源由外接电源提供。其余同实施例1。实施例5一种采用双电源供电的通用超声波换能器如附图8所示的一种超声波通用换能器，从换能器的内装电路中引出F' /Vo、F/Vout、地线、电源V+、及电源V-，将连接插头5改为连接器I 6，再由专用短接线7连接到不同型号超声波主机的发射、或接收、或收发共用的主机插座上，专用短接线7 —端的连接器II 8和连接器I 6配套，专用短接线7另一端的专用连接插头9与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应。专用短接线7包括发射短接线、接收短接线、收发共用短接线、带前置放大的接收短接线、带前置放大的收发共用单工短接线、带前置放大的收发共用的全双工短接线。其余同实施例2、实施例3和实施例4。实施例6另一种通用超声波换能器如附图5、附图6、附图10、附图8及附图9所示的一种超声波通用换能器，从换能器的内装电路中引出Vout、F/Vout、地线、电源V+、或及电源V-，专用短接线7包括发射短接线、带前置放大器的接收短接线、带前置放大器的收发共用单工短接线、带前置放大器的收发共用的全双工短接线。各专用短接线及连接方法如下1.发射短接线，短接线可采用单芯同轴屏蔽电缆，只需选通连接内装电路3的F/Vout和地线，F/Vout作为发射电压接口。2.带前置放大器的接收短接线，短接线可采用多芯屏蔽电缆，连接内装电路3的Vout、地线、电源V+、或及电源V-，Vout作为接收放大信号的输出端。3.带前置放大器的收发共用单工短接线，短接线可采用多芯屏蔽电缆，同时连接内装电路3的Vout、F/Vout、地线、电源V+、或及电源V-，F/Vout作为发射电压的输入端，Vout作为接收放大信号的输出端。4.带前置放大器的收发共用的全双工短接线，超声波主机插座带电源输出时，短接线可采用多芯屏蔽电缆，连接内装电路3的F/Vout、地线、电源V+、或及电源V-，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端；超声波主机插座不带电源输出端时，短接线可采用单芯同轴屏蔽电缆，只通连接内装电路3的F/Vout、地线，前置放大器电源由外接电源9提供。其余同实施例4和实施例5。实施例7另一种通用超声波换能器如附图5、附图6及附图7所示的一种超声波通用换能器，将二极管V1、V2和电阻Rl或二极管Vl和电阻Rl安装在连接器内部，连接器采用多芯插座，则可在插座上同时引出Γ /Vo、Vout、F/Vout、地线、电源V+、或及电源V-多个输入或输出接口，通过采用短接线使通用超声波换能器适用范围更宽。其余同实施例4、实施例5和实施例6。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用 新型的保护范围之内。
权利要求1.一种采用全双工前置放大器的超声波换能器，包含压电晶体传感器(I)、换能器外壳(2)、导线(4)和连接插头(5)，其特征在于在压电晶体传感器(I)和导线(4)之间增加了具有前置放大功能的全双工内装电路(3)，内装电路(3)由输入隔离电路(3-1)、前置放大器(3-2)、输出隔离电路(3-3)及单向电子开关(3-4)构成，将输入隔离电路(3-1)、前置放大器(3-2)和输出隔离电路(3-3)的输出端和输入端顺序串联起来再与单向电子开关(3-4)构成并联电路，单向电子开关(3-4)的阳极与输入隔离电路(3-1)的输入端的连接点为内装电路(3)的F' /Vo输入输出接口，接压电晶体传感器(I)的输入输出端，单向电子开关(3-4)的阴极与输出隔离电路(3-3)的输出端的连接点为内装电路(3)的F/Vout输入输出接口。
2.如权利要求1所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于内装电路⑶的输入隔离电路(3-1)和输出隔离电路(3-3)由限流元件(3-11)和限幅电路(3-12)构成，输入隔离电路(3-1)的限流元件(3-11)的一端为输入端，限流元件(3-11)的另一端和限幅电路(3-12)的连接点为输出端，输出隔离电路(3-3)的限流元件(3-11)和限幅电路(3-12)的连接点为输入端，限流元件(3-11)的另一端则为输出端，限幅电路(3-12)的另一端接地，限流元件(3-11)可以为电阻器、电容器或电感器，限幅电路(3-12)可为一只二极管或由二只反向并接的二极管构成，单向电子开关(3-4)为一只或由二只高频高压开关二极管串接构成。
3.如权利要求1所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于一种采用单电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路，电阻Rf和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路⑶的F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器⑴的输入输出端，二极管Vfl和Vf2反向并联后同时连接到电阻Rf的另一端和电容Cf的一端，电容Cf的另一端和电阻RF的一端同时连接到放大器Al的IN A-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为前置放大器的Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，电阻R2和R3及电容C2的一端同时连接到放大器Al的IN A+输入端，电阻R2的另一端连接到电源V+，二极管Vfl、Vf2和V2及电阻R3和电容C2的另一端均接地，电阻Rl的另一端连接二极管Vl的阴极为内装电路(3)的F/Vout输入输出口。
4.如权利要求1所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于一种采用双电源供电的具有前置放大功能的全双工内装电路，电阻Rp和二极管Vl的阳极的连接端为内装电路(3)的F' /Vo输入输出口，接压电晶体传感器(I)的输入输出端，二极管Vpl和Vp2反向并联后同时连接到电阻Rp的另一端和放大器Al的IN A+输入端，电阻Rf和RF的一端同时连接到放大器Al的IN A-输入端，电阻RF的另一端同时连接到放大器Al的输出端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端为前置放大器的Vout输出口同时连接二极管V2的阴极和电阻Rl的一端，二极管Vpl、Vp2和V2及电阻Rf的另一端均接地，电阻Rl的另一端连接二极管Vl的阴极为内装电路(3)的F/Vout输入输出口。
5.如权利要求1所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于内装电路⑶的输出隔离电路(3-3)或其中的限流元件(3-11)和单向电子开关(3-4)安装在连接插头(5)上，由导线⑷内部的芯线连通电路。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于连接导线(4)采用多芯屏蔽线，从内装电路(3)中连接F/Vout、地线、V+或以及V-至连接插头(5)，F/Vout同时作为发射电压和接收放大信号的共用输入输出端，构成带前置放大器的收发共用的全双工超声波换能器。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于连接导线(4)采用多芯屏蔽线，从内装电路(3)中连接Vout、F/Vout、地线、V+或以及V-至连接插头(5) ,F/Vout作为发射电压的输入端、Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的收发共用的单工超声波换能器。
8.如权利要求1、2、3、4或5所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，其特征在于连接导线(4)采用多芯屏蔽线，从内装电路(3)中连接Vout、地线、V+或以及V-至连接插头(5)，Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的超声波换能器。
9.一种超声波通用换能器，其特征在于具有如权利要求1、2、3、4或5所述的采用全双工前置放大器的超声波换能器，所述连接插头(5)改为连接器U6)，再由专用短接线(7)连接到不同型号超声波主机的发射、或接收、或收发共用的主机插座上，专用短接线(7) —端的连接器H(S)和连接器1(6)配套，专用短接线(7)另一端的专用连接插头(9)与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应。
10.如权利要求9所述的一种超声波通用换能器，其特征在于所述专用短接线(7)包括发射短接线、接收短接线、收发共用短接线、带前置放大器的接收短接线、带前置放大器的收发共用单工短接线、带前置放大器的收发共用的全双工短接线。
专利摘要本实用新型涉及采用全双工前置放大器的超声波换能器以及超声波通用换能器，所述采用全双工前置放大器的超声波换能器是增加了由输入隔离电路、前置放大器、输出隔离电路及单向电子开关构成的具有前置放大功能的全双工内装电路，使换能器具有发射和前置放大接收的单工及全双工通讯能力，从而提高检测信号的信噪比和对缺陷透测判定的能力。所述超声波通用换能器是将换能器的连接插头改为通用连接器，通过与超声波主机的发射、或接收、或收发一体的连接插座配套的短接线连接到主机上，使一个换能器可分别作为发射、接收、带前置放大接收、收发共用、具有前置放大功能的收发共用等工作模式的超声波通用换能器，方便换能器的采购、使用、管理和携带。
文档编号G01N29/24GK202870040SQ201220523768
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者陈彦平, 马晔, 杨宇, 陈准 申请人:陈彦平