超声波探伤系统的接收技术研发

超声波无损检测技术的优点

无损检测以不损害被检验工件的使用性能为前提，通过多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件进行有效的检验和测试 ，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测工序在材料和产品的静态和动态检测以及质量管理中，已成为一个不可缺少的重要环节。超声波检测技术与其他元损检测技术相比，具有适用范围广、速度快、缺陷定位准确、成本低、灵敏度高、使用方便、对人体无害以及便于现场操作等优点，因而，超声波检测技术是国内外使用范围最广、使用频率最高并且发展速度最快的无损检测技术。

超声波回波信号通过探头接收，回波信号包含缺陷回波信号以及高压负脉冲信号，由于回收回波信号时负脉 冲信号属于干扰信号，因此为了得到回波信号中的缺陷信号，需对高压负脉冲信号进行过滤处理，故设计包含限幅、预放大电路处理，同时为了使缺陷信号能够达到探伤系统AD模块的输入范围，设计了程控放大、可 变增益放大电路，使接收模块能够满足超声波探伤系统的要求。

超声波探伤系统的构成

超声波探伤系统为数字化超声波探伤系统，对传统模拟式超声波探伤仪进行了改进，并吸收了智能超声波检测仪器的技术，对硬件电路做出改进。超声波探伤系统由C8o51F340 单片机 、超声波发射模块 、超声波 接收模块、高速AD采集模块和上位机模块组成。

超声波接收模块限幅电路

超声波探伤系统采用单脉冲反射法，可直接通过被测工件表面探伤工件内部缺陷，并可同时探伤工件多个内部缺陷。由探头接收的回波信号包含缺陷回波信号及负高压脉冲信号。为了提取回波信号中的缺陷信号，通过限幅电路过滤掉高压信号。限幅电路通过二极管的单向导电原理和稳压管稳压作用的组合对高压信号进行过滤，并将信号电压值钳位在合理范围内，对后续电路产生保护作用。

超声波接收模块预放大电路

经限幅电路过滤后，由探头接收的缺陷回波信号为毫伏单位信号，为了保证缺陷信号能够不失真地进入后续 电路，需对信号进行预放大处理，即采用预放大电路。预放大电路也负责匹配后续电路的阻抗。

超声波接收模块程控放大电路

系统采用美国AnalogDevices公司生产的新型压控放大器AD603来实现时变增益放大，AD603具有低噪声、宽频带、增益和增益范围可调整、增益值(dB )随外部控制电压变化、带宽不随增益变化等优点，完全能够满 足超声波探伤系统要求,AD603的FDBK与VOUt引脚的不同接法会产生不同的增益范围，系统将FDBK与Vout引脚设为开路，反馈端FDBK串联一个18pF的电容，将增益范围锁定为+8.92dB～+51.07dB。增益大小由V pos与V胁的电压差决定。

超声波系统的接收模块能够过滤掉发射模块的高脉冲信号和较大幅值脉冲，同时通过DACO832、AD603的可变增益放大电路将信号放大到采集模块的输入范围内，满足实际超声波探伤系统的要求。