采用并行的前置放大器的超聲波換能器以及超聲波通用換能器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及采用并行的前置放大器的超聲波換能器以及通用的超聲波換能器，所述采用并行的前置放大器的超聲波換能器其特征在于增加了具有輸入保護(hù)功能的前置放大器的內(nèi)裝電路，內(nèi)裝電路的輸入端與壓電晶體傳感器的輸入輸出端連接并構(gòu)成F/Vo與Vout或F與Vout并行的輸入輸出電路，能提高檢測(cè)信號(hào)的信噪比和對(duì)缺陷透測(cè)判定的能力。所述超聲波通用換能器是將換能器的連接插頭改為通用連接器，通過(guò)與超聲波主機(jī)的發(fā)射、或接收、或收發(fā)一體的連接插座配套的短接線再連接到主機(jī)上、使一個(gè)換能器可分別作為發(fā)射、接收、帶前置放大接收、收發(fā)共用、具有前置放大功能的收發(fā)共用的超聲波通用換能器，方便換能器的采購(gòu)、使用、管理和攜帶。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

采用并行的前置放大器的超聲波換能器以及超聲波通用換厶匕g.g目匕益所屬技術(shù)領(lǐng)本技術(shù)涉及超聲波檢測(cè)采用的超聲波徑向換能器。
技術(shù)介紹
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，超聲檢測(cè)信號(hào)的數(shù)字化處理、分析與顯示，為超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與拓展提供了更大的空間，如超聲波的全自動(dòng)循環(huán)測(cè)試技術(shù)、超聲波計(jì)算機(jī)層析掃描技術(shù)、超聲全息檢測(cè)技術(shù)等在橋梁工程、建筑、港工、大壩、地質(zhì)探測(cè)等工程檢測(cè)領(lǐng)域有了新的發(fā)展，其對(duì)超聲波換能器的性能也有了新的要求，超聲波換能器收發(fā)共用是基本要求之一，而以往采用的超聲波換能器，基本為單一發(fā)射、單一接收或不帶前置放大器的收發(fā)共用三種形式，采用不帶前置放大器的收發(fā)共用的超聲波換能器時(shí)，信噪比大，透測(cè)能力較差，也因此客觀造成換能器的尺度太大，難于實(shí)現(xiàn)快速高效、準(zhǔn)確、精細(xì)的要求。同時(shí)采用不帶前置放大器收的超聲波檢測(cè)方式，由于透測(cè)能力差也常出現(xiàn)盲測(cè)誤判的現(xiàn)象，不能滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范關(guān)于“宜選用帶前置放大器的接收換能器”的推薦性要求。另一方面超聲波數(shù)字化檢測(cè)儀的研發(fā)呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴、百花齊放的狀態(tài)，不但各廠家產(chǎn)品的工作模式不同，主機(jī)采用的連接插座更是千變?nèi)f化，這使超聲波換能器具有了專用的特性，許多檢測(cè)機(jī)構(gòu)常同時(shí)擁有新舊不同、型號(hào)不同的多臺(tái)檢測(cè)儀，必須同時(shí)配置相應(yīng)型號(hào)的超聲波換能器，使超聲波換能器的采購(gòu)、使用、管理和攜帶十分不便，造成浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的，是希 望在既有的超聲波換能器的基礎(chǔ)上，研制一種帶前置放大器的且具有收發(fā)共用的全雙工工作模式的超聲波換能器，以達(dá)到下列目的1.滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范關(guān)于“宜選用帶前置放大器的接收換能器”的推薦性要求，符合行業(yè)發(fā)展的導(dǎo)向；2.提高了檢測(cè)信號(hào)的信噪比，使檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率提高；3.增強(qiáng)對(duì)嚴(yán)重缺陷透測(cè)判定的能力，避免盲測(cè)誤判，使檢測(cè)評(píng)定結(jié)果更科學(xué)真實(shí)，能檢測(cè)較大直徑的樁基；4.能同時(shí)適用于更多類型的超聲波檢測(cè)儀器使用，研制一種通用的超聲波換能器。本技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是—種采用并行的前置放大器的超聲波換能器，包含壓電晶體傳感器、換能器外殼、導(dǎo)線和連接插頭，其特征在于在壓電晶體傳感器和導(dǎo)線之間增加了具有輸入保護(hù)功能的前置放大器的內(nèi)裝電路，內(nèi)裝電路的輸入端與壓電晶體傳感器的輸入輸出端連接并構(gòu)成F/Vo與Vout并行的輸入輸出電路，內(nèi)裝電路由電阻Rp、Rf、RF，二極管Vpl、Vp2和集成放大器Al構(gòu)成，電阻Rp的一端連接壓電晶體傳感器的輸入輸出端并為內(nèi)裝電路的F/Vo輸入輸出口，二極管Vpl和Vp2反向并聯(lián)后同時(shí)連接到電阻Rp的另一端和放大器Al的IN A+輸入端，電阻Rf和RF的一端同時(shí)連接到放大器Al的IN A-輸入端，電阻RF的另一端連接到放大器Al的輸出端并為內(nèi)裝電路的Vout輸出口，二極管Vpl、Vp2及電阻Rf的另一端均接地。本技術(shù)的特征在于內(nèi)裝電路由電阻Rf、RF、R2、R3，二極管Vf1、Vf2，電容Cf、C2和集成放大器Al構(gòu)成，電阻Rf的一端連接壓電晶體傳感器的輸入輸出端并為內(nèi)裝電路的F/Vo輸入輸出口，二極管Vfl和Vf2反向并聯(lián)后同時(shí)連接到電阻Rf的另一端和電容Cf的一端，電容Cf的另一端和電阻RF的一端連接到放大器Al的IN A-輸入端，電阻RF的另一端連接到放大器Al的輸出端并為內(nèi)裝電路的Vout輸出口，電阻R2和電阻R3及電容C2的一端同時(shí)連接到放大器AlIN A+輸入端，電阻R2的另一端接電源V+，二極管Vfl、Vf2，電阻R3及電容C2的另一端均接地。本技術(shù)的特征在于內(nèi)裝電路的電阻Rp改為電容C3，在內(nèi)裝電路的輸入端處增加一個(gè)接地電阻R1，電阻Rl起到釋放壓電晶體高壓激發(fā)電壓的電流的作用。內(nèi)裝電路在壓電晶體傳感器的輸入輸出端處串接一只二極管VI，二極管Vl的陰極作為發(fā)射電壓F的輸入端，F(xiàn)與Vout構(gòu)成并行輸入輸出電路，串接二極管Vl后釋放壓電晶體高壓激發(fā)電壓的電流由電阻Rf或Rp 二極管Vfl和Vf2或Vpl和Vp2進(jìn)行。本技術(shù)的特征在于連接導(dǎo)線采用多芯屏蔽線，從內(nèi)裝電路中連接不同的接口至連接插頭(連接插頭與超聲波主機(jī)的發(fā)射、或接收、或收發(fā)共用的插座的型號(hào)對(duì)應(yīng))，可構(gòu)成具有不同功能的專用的超聲波換能器1.從內(nèi)裝電路中連接F/Vo、Vout、地線、V+或以及V-至連接插頭，F(xiàn)/Vo作為發(fā)射電壓和接收信號(hào)的共用輸入輸出端，Vout作為接收放大信號(hào)的輸出端，構(gòu)成帶前置放大器的收發(fā)共用的超聲波換能器，利用其中的F/Vo和地線兼具收發(fā)共用的功能。2.從內(nèi)裝電路中連接F、Vout、地線、V+或以及V-至連接插頭，F(xiàn)作為發(fā)射電壓的輸入端、Vout作為接收放大信號(hào)的輸出端，構(gòu)成帶前置放大器的收發(fā)共用的超聲波換能器。3.從內(nèi)裝電路中連接Vout、地線、V+或以及V-至連接插頭，Vout作為接收放大信號(hào)的輸出端，構(gòu)成帶前置放大器的超聲波換能器。4.從內(nèi)裝電路中連接F/Vo、地線至連接插頭，F(xiàn)/Vo作為發(fā)射電壓和接收信號(hào)的共用輸入輸出端，構(gòu)成收發(fā)共用的超聲波換能器。5.從內(nèi)裝電路中連接F、地線至連接插頭，F(xiàn)作為發(fā)射電壓輸入端，構(gòu)成超聲波發(fā)射換能器。一種超聲波通用換能器，其特征在于具有上述采用并行的前置放大器的超聲波換能器，所述連接插頭改為連接器I，再由專用短接線連接到不同型號(hào)超聲波主機(jī)的發(fā)射、或接收、或收發(fā)共用的主機(jī)插座上，專用短接線一端的連接器II和連接器I配套，專用短接線另一端的專用連接插頭與超聲波主機(jī)的發(fā)射、或接收、或收發(fā)共用的插座的型號(hào)對(duì)應(yīng)。所述專用短接線包括發(fā)射短接線、接收短接線、收發(fā)共用短接線、帶前置放大器的接收短接線、帶前置放大器的收發(fā)共用短接線。其中1.發(fā)射短接線、接收短接線和收發(fā)共用短接線，可只需連接內(nèi)裝電路的F/Vo和地線，F(xiàn)/Vo作為發(fā)射電壓、或接收信號(hào)、或收發(fā)共用的連接端。2.發(fā)射專用短接線，可只需連接內(nèi)裝電路的F和地線，F(xiàn)作為發(fā)射電壓的連接端。3.帶前置放大器的接收短接線，連接內(nèi)裝電路的Vout、地線、電源V+、或以及電源V-, Vout作為接收放大信號(hào)的輸出端。 4.帶前置放大器的收發(fā)共用短接線，連接內(nèi)裝電路的Vout、F/Vo或F、地線、電源V+、或以及電源V-，F(xiàn)/V0或F作為發(fā)射電壓的輸入端，Vout作為接收放大信號(hào)的輸出端，其中的F/Vo和地線兼具收發(fā)共用的功能。本技術(shù)的特征在于本技術(shù)的有益效果在于在壓電晶體傳感器和導(dǎo)線之間增加了具有前置放大功能的并行的內(nèi)裝電路，能使一個(gè)換能器同時(shí)具有發(fā)射和前置放大接收功能的并行的通訊能力，通過(guò)選擇連接內(nèi)裝電路的輸入輸出接口至連接插頭，或采用專用短接線的方法，除能構(gòu)成常用的超聲波發(fā)射換能器、超聲波接收換能器、超聲波收發(fā)共用換能器和帶前置放大器的超聲波換能器外，還能構(gòu)成帶前置放大器的收發(fā)共用單工超聲波換能器，一方面能提升未采用帶前置放大器的換能器檢測(cè)的超聲波檢測(cè)儀及超聲波循測(cè)儀的使用性能，不但提高了檢測(cè)信號(hào)的信噪比，使檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率提高，也增強(qiáng)了對(duì)嚴(yán)重缺陷透測(cè)判定的能力，避免盲測(cè)誤判，使檢測(cè)評(píng)定結(jié)果更科學(xué)真實(shí)，能有效檢測(cè)較大直徑的樁基，滿足國(guó)家技術(shù)規(guī)范關(guān)于“宜選用帶前置放大器的接收換能器”的推薦性要求；另一方面采用專用短接線和通用換能器的方案，使每個(gè)換能器均能適用于現(xiàn)有主流超聲波主機(jī)，可分別作為發(fā)射、接收、帶前置放大接收、收發(fā)共本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用并行的前置放大器的超聲波換能器，包含壓電晶體傳感器(1)、換能器外殼(2)、導(dǎo)線(4)和連接插頭(5)，其特征在于：在壓電晶體傳感器(1)和導(dǎo)線(4)之間增加了具有輸入保護(hù)功能的前置放大器的內(nèi)裝電路(3)，內(nèi)裝電路(3)的輸入端與壓電晶體傳感器(1)的輸入輸出端連接并構(gòu)成F/Vo與Vout并行的輸入輸出電路，內(nèi)裝電路(3)由電阻Rp、Rf、RF，二極管Vp1、Vp2和集成放大器A1構(gòu)成，電阻Rp的一端連接壓電晶體傳感器(1)的輸入輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的F/Vo輸入輸出口，二極管Vp1和Vp2反向并聯(lián)后同時(shí)連接到電阻Rp的另一端和放大器A1的IN?A+輸入端，電阻Rf和RF的一端同時(shí)連接到放大器A1的IN?A?輸入端，電阻RF的另一端連接到放大器A1的輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的Vout輸出口，二極管Vp1、Vp2及電阻Rf的另一端均接地。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種采用并行的前置放大器的超聲波換能器，包含壓電晶體傳感器(I)、換能器外殼(2)、導(dǎo)線(4)和連接插頭(5)，其特征在于在壓電晶體傳感器(I)和導(dǎo)線(4)之間增加了具有輸入保護(hù)功能的前置放大器的內(nèi)裝電路(3)，內(nèi)裝電路(3)的輸入端與壓電晶體傳感器(I)的輸入輸出端連接并構(gòu)成F/Vo與Vout并行的輸入輸出電路，內(nèi)裝電路(3)由電阻Rp、Rf、RF，二極管Vpl、Vp2和集成放大器Al構(gòu)成，電阻Rp的一端連接壓電晶體傳感器(I)的輸入輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的F/Vo輸入輸出口，二極管Vpl和Vp2反向并聯(lián)后同時(shí)連接到電阻Rp的另一端和放大器Al的IN A+輸入端，電阻Rf和RF的一端同時(shí)連接到放大器Al的IN A-輸入端，電阻RF的另一端連接到放大器Al的輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的Vout輸出口，二極管Vpl、Vp2及電阻Rf的另一端均接地。2.如權(quán)利要求1所述的采用并行的前置放大器的超聲波換能器，其特征在于內(nèi)裝電路⑶由電阻Rf、RF、R2、R3，二極管Vf1、Vf2，電容Cf、C2和集成放大器Al構(gòu)成，電阻Rf的一端連接壓電晶體傳感器(I)的輸入輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的F/Vo輸入輸出口，二極管Vfl和Vf2反向并聯(lián)后同時(shí)連接到電阻Rf的另一端和電容Cf的一端，電容Cf的另一端和電阻RF的一端連接到放大器Al的IN A-輸入端，電阻RF的另一端連接到放大器Al的輸出端并為內(nèi)裝電路(3)的Vout輸出口，電阻R2和電阻R3及電容C2的一端同時(shí)連接到放大器AlINA+輸入端，電阻R2的另一端接電源V+，二極管Vfl、Vf2，電阻R3及電容C2的另一端均接地。3.如權(quán)利要求1所述的采用并行的前置放大器的超聲波換能器，其特征在于內(nèi)裝電路⑶的電阻Rp改為電容C3，在內(nèi)裝電路(3)的輸入端處增加一個(gè)接地電阻Rl。4.如權(quán)利要求1、2、3所述的采用并...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳彥平，馬曄，楊宇，陳準(zhǔn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陳彥平，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：