專利名稱：雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探傷儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探傷儀； 屬超聲波探傷技術領域。
技術背景隨著我國現代化建設的步伐不斷加快，對產品的質量和設備運行安全要求 也越來越髙，因此對無損檢測設備也不斷提出了新的需求，尤其是在役設備的 安全運行有些急待解決難題；鐵路機車車輛的崩箍、崩輪、斷軸，電站和石油 化工企業的爆炸事故，都跟無損檢測存在的不足有直接關系；目前國內外的數 字化超聲波探傷儀都是一個屏幕顯示所有的探傷信息，分辨缺陷的能力隨著被 檢測工件長大而降低，對于幾何形狀復雜的長大工件探傷、就很難分辨固定反 射波和缺陷波；也有些一個屏幕彩色顯示的探傷儀，但沒有按照綠色是無傷波、 黃色是探傷的動態波、紅色就是要確認的傷波的明顯標識。 發明內容為了克服上述不足，本實用新型的目的在于提供一種雙屏幕、分色顯示、 能實時比較數字化超聲波探傷儀，它即可雙屏幕顯示， 一個屏幕實時顯示整體 信息，另一個屏幕實時顯示局部放大的信息，大大提高了分辨危害性缺陷的能 力；用分色的方法實現了實時比較的無損檢測方法，綠色顯示在屏幕上作為背 景波；實際探傷中的動態波用黃色顯示在屏幕上，與綠色無傷的背景波實時比較；如果黃色的動態波比綠色無傷波多出一個波，就可以視為傷波，形成綠色 是無傷波、黃色動態波是探傷要注意觀察的波、紅色就是傷波的實時比較探傷 模式。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案它由綠色波、黃色波、紅 色波、閘門、放大的紅色波、單屏幕、雙屏幕、超聲波探頭、脈沖發射電路單 元、前置放大電路、可控增益電路、檢波電路、模數轉換電路、電脈沖接收、 放大電路單元、采樣控制運算電路、采樣數據存儲電路、顯示控制電路、顯示 存儲電路、邏輯控制運算電路單元、接口電路、微處理器、電源電壓監控電路、 鍵盤控制電路、實時時鐘電路、非易失存儲器、微處理電路單元組成；超聲波 探頭與脈沖發射電路單元和電脈沖接收、放大電路單元的前置放大電路電連接， 前置放大電路與可控增益電路電連接，可控增益電路與檢波電路電連接，檢波 電路與模數轉換電路電連接；電脈沖接收、放大電路單元的模數轉換電路與邏 輯控制運算電路單元的采樣控制運算電路電連接，邏輯控制運算電路單元的采 樣控制運算電路又與脈沖發射電路單元電連接，采樣控制運算電路與采樣數據 存儲電路、顯示控制電路、顯示存儲電路分別電連接；邏輯控制運算電路單元 的采樣控制運算電路與微處理電路單元的微處理器電連接，微處理器與電源電 壓監控電路、鍵盤控制電路、實時時鐘電路、非易失存儲器、接口電路電連接; 微處理電路單元的接口電路與計算機打印機外部存儲器單元電連接。單、雙屏顯示由微處理器的程序控制，輸送到采樣控制運算電路，進行邏 輯運算，再由顯示控制電路來顯示單雙屏，單雙屏的轉換電路與按鍵電連接。分色顯示波形由微處理器輸出分色波形程序控制采樣控制運算電路，實現 分色顯示；綠色波為背景波，也稱為無傷波黃色波為探傷中的動態波，也稱為探傷掃描波；紅色波為黃色波掃描過程比綠色波多一個波就是紅波，也稱為 傷波，紅色波在閘門內。雙屏幕顯示的上面屏幕為整體信息，下面屏幕為放大的紅色波。 本實用新型的有益效果是采用雙屏、分色顯示傷波分辯明顯，尤其是長 大工件，很容易辨別傷波；雙屏顯示可以把傷波放大，很容易判斷傷痕的情況； 分色顯示可以按綠色是背景波，也是無傷波；黃色是動態掃描波，也是比較波； 綠色波和黃色波比較黃色波比綠色波多出的波就是紅波，也是傷波，很容易分 辨出傷波；它技術先迸，設計合理，可靠性高，體積小，重量輕，適于各種大 型機械在線探傷。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探傷電路 原理方框圖。圖2是單屏波形圖。 圖3是雙屏波形圖。 圖中標號 1、綠色波 4、閘門 7、雙屏幕 103、前置放大電路 106、模數轉換電路 108、接口電路2、黃色波5、放大的紅色波 101、超聲波探頭 104、可控增益電路3、紅色波 6、單屏幕102、脈沖發射電路單元 105、檢波電路107、計算機打印機外部存儲器單元109、微處理器 110、電源電壓監控電路111、鍵盤控制電路 112、實時時鐘電路 113、非易失存儲器 114、采樣控制運算電路115、采樣數據存儲電路116、顯示控制電路 117、顯示存儲電路 118、電脈沖接收、放大電路單元119、邏輯控制運算電路單元 120、微處理電路單元具體實施方式
請參閱圖1至圖3;它由綠色波(1)、黃色波(2)、紅色波(3)、閘門(4)、 放大的紅色波(5)、單屏幕(6)、雙屏幕(7)、超聲波探頭(101)、脈沖發射 電路單元(102)、前置放大電路(103)、可控增益電路(104)、檢波電路(105)、 模數轉換電路(106)、電脈沖接收、放大電路單元(118)、采樣控制運算電路(114)、采樣數據存儲電路(115)、顯示控制電路(116)、顯示存儲電路(117)、 邏輯控制運算電路單元(119)、接口電路(108)、微處理器(109)、電源龜壓 監控電路(110)、鍵盤控制電路(111)、實時時鐘電路(112)、非易失存儲器(113)、微處理電路單元(120)、計算機打印機外部存儲器單元(107)組成； 超聲波探頭(101)與脈沖發射電路單元(102)和電脈沖接收、放大電路單元(118)的前置放大電路(103)電連接，前置放大電路(103)與可控增益電路(104)電連接，可控增益電路(104)與檢波電路(105)電連接，檢波電路(105) 與模數轉換電路(106)電連接；電脈沖接收、放大電路單元(118)的模數轉 換電路(106)與邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)電 連接，邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)又與脈沖發 射電路單元(102)電連接，采樣控制運算電路(114)與采樣數據存儲電路(115)、 顯示控制電路(116)、顯示存儲電路(117)分別電連接；邏輯控制運算電路單 元(119)的采樣控制運算電路(114)與微處理電路單元(120)的微處理器(109)電連接，微處理器(109)與電源電壓監控電路(110)、鍵盤控制電路(111)、 實時時鐘電路(112)、非易失存儲器(113)、接口電路(108)電連接；微處理 電路單元(120)的接口電路(108)與計算機打印機外部存儲器單元(107)電 連接。單屏幕(6)、雙屏幕(7)顯示由微處理電路單元(120)的微處理器(109) 的程序控制，輸送到邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114), 進行邏輯運算，再由邏輯控制運算電路單元(119)的顯示控制電路(116)來 顯示單屏幕(6)、雙屏幕(7)，單屏幕(6)、雙屏幕(7)的轉換電路與按鍵電 連接。分色顯示波形由微處理電路單元(120)的微處理器(109)輸出分色波形 程序控制邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)，實現分色 顯示；綠色波(1)為背景波，也稱為無傷波；黃色波(2)為探傷中的動態波， 也稱為探傷掃描波；紅色波(3)為黃色波(2)掃描過程比綠色波(1)多一個 波就是紅色波(3),也稱為傷波，紅色波(3)在閘門(4)內。雙屏幕(7)顯示的上面屏幕為整體信息，下面屏幕為放大的紅色波(5)。 下面詳述本實用新型探傷儀的工作過程 將超聲波探頭(101)置于被探工件表面，通過電脈沖發射電路單元(102) 產生瞬時髙壓脈沖，通過導線將髙壓電脈沖導通至壓電陶瓷晶片產生超聲波， 超聲波信號在被探工件內傳播，當超聲波遇到不同介質時會發生反射，反射回 的超聲波信號再作用于壓電陶瓷晶片，經壓電陶瓷晶片轉換為電信號進入探傷 儀的電脈沖接收、放大電路單元(118)。探傷儀的電脈沖接收、放大電路單元 (118)包括四部分組成l、前置放大電路(103) 2、可控增益電路(104) 3、檢波電路(105)4、模數轉換電路；電信號經過電脈沖接收、放大電路單元(118) 處理后輸出到模數轉換電路(106)部分轉換為數字信號再輸出到邏輯控制運算 電路單元(119)，至此完成信號的接收；經過邏輯控制運算電路單元(119)的 處理，將處理過的數字信號存儲在邏輯控制運算電路單元(119)內的顯示存儲 器(117)中，同時輸出到液晶顯示電路在屏幕上生成動態回波。非易失存儲器 (113)電路負責數據的存儲，完成用戶需要的波形存儲、回放。微處理電路單元(120)包括微處理器(109)、接口電路(108)、鍵盤控制 電路(111)、電源電壓監控電路(110)、實時時鐘電路(112)、；主要負責系統 初始化、鍵盤響應、打印機驅動、時鐘顯示、電源電壓監控、與上位機的通訊、 對外部存儲器如U盤的控制。以及在屏幕上生成必要的人機對話界面，通過響 應鍵盤完成人機對話。探傷儀通過USB總線接口完成與上位機、打印機的數據 傳遞，并可將存儲的波形數據轉移到U盤上。微處理電路單元(120)的核心部分采用的是Zilog公司的Ez80芯片，這是 一款工作電壓為3. 3V的24為微處理器具有16M線形地址及24個可編程10,是 一款功能強大的MCU。通過邏輯控制運算電路單元(119)的譯碼完成對所有存 儲器的尋址。并通過CH375芯片擴展出USB接口 。邏輯控制運算單元(119)采用的是Lattice公司的XP6芯片，這是一款內 部嵌入非易失存儲器的Fpga。為了保證屏幕動態波形的實時性和連續性，探傷 儀采用了利用硬件進行數據處理和屏幕上動態波形的描繪。在屏幕刷新一幀的 時間內通過邏輯控制完成兩次數字采樣，并將處理后的采樣數據分別存儲，同 時顯示在屏幕的特定位置上完成雙屏顯示。并可通過Mcu的控制完成單屏幕(6) 與雙屏幕(7)的轉換。本探傷儀采用的是18bit顏色的彩色液晶顯示器，通過邏輯控制運算單元 (119)的控制，將閘門(4)外的動態波形、Mcu在顯示存儲器(117)內繪制 的靜態對比波形和用戶需要關心的閘門(4)內的動態波形分別用黃、綠、紅三 種顏色顯示出來，協助用戶的探傷判別工作。
權利要求1、一種雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探傷儀；包括綠色波(1)、黃色波(2)、紅色波(3)、閘門(4)、放大的紅色波(5)、單屏幕(6)、雙屏幕(7)、超聲波探頭(101)、脈沖發射電路單元(102)、前置放大電路(103)、可控增益電路(104)、檢波電路(105)、模數轉換電路(106)、電脈沖接收、放大電路單元(118)、采樣控制運算電路(114)、采樣數據存儲電路(115)、顯示控制電路(116)、顯示存儲電路(117)、邏輯控制運算電路單元(119)、接口電路(108)、微處理器(109)、電源電壓監控電路(110)、鍵盤控制電路(111)、實時時鐘電路(112)、非易失存儲器(113)、微處理電路單元(120)、計算機打印機外部存儲器單元(107)；其特征在于超聲波探頭(101)與脈沖發射電路單元(102)和電脈沖接收、放大電路單元(118)的前置放大電路(103)電連接，前置放大電路(103)與可控增益電路(104)電連接，可控增益電路(104)與檢波電路(105)電連接，檢波電路(105)與模數轉換電路(106)電連接；電脈沖接收、放大電路單元(118)的模數轉換電路(106)與邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)電連接，邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)又與脈沖發射電路單元(102)電連接，采樣控制運算電路(114)與采樣數據存儲電路(115)、顯示控制電路(116)、顯示存儲電路(117)分別電連接；邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114)與微處理電路單元(120)的微處理器(109)電連接，微處理器(109)與電源電壓監控電路(110)、鍵盤控制電路(111)、實時時鐘電路(112)、非易失存儲器(113)、接口電路(108)電連接；微處理電路單元(120)的接口電路(108)與計算機打印機外部存儲器單元(107)電連接。
2、 根據權利要求1所逑的雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探 傷儀；其特征在于單屏幕(6)、雙屏幕(7)顯示由微處理電路單元(120) 的微處理器(109)的程序控制，輸送到邏輯控制運算電路單元(119)的采樣 控制運算電路(114),進行邏輯運算，再由邏輯控制運算電路單元(119)的顯 示控制電路(116)來顯示單屏幕(6)、雙屏幕(7),單屏幕(6)、雙屏幕(p 的轉換電路與按鍵電連接。
3、 根據權利要求1所逑的雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探 傷儀；其特征在于分色顯示波形由微處理電路單元(120)的微處理器(109) 輸出分色波形程序控制邏輯控制運算電路單元(119)的采樣控制運算電路(114),實現分色顯示；綠色波(1)為背景波，也稱為無傷波；黃色波(2) 為探傷中的動態波，也稱為探傷掃描波；紅色波(3)為黃色波(2)掃描過程 比綠色波(1)多一個波就是紅色波(3)，也稱為傷波，紅色波(3)在閘門(4) 內。
4、根據權利要求1所逑的雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探 傷儀；其特征在于雙屏幕(7)顯示的上面屏幕為整體信息，下面屏幕為放大 的紅色波(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙屏幕、分色顯示、能實時比較數字化超聲波探傷儀，旨在提供一種它既能單、雙屏顯示，又可以分色顯示波形；它包括綠色波、黃色波、紅色波、閘門、放大的紅色波、單屏幕、雙屏幕、超聲波探頭、脈沖發射電路單元、電脈沖接收、放大電路單元、邏輯控制運算電路單元、微處理電路單元；單、雙屏顯示由微處理器的程序控制，輸送到采樣控制運算電路，進行邏輯運算，再由顯示控制電路來顯示單雙屏，單雙屏的轉換電路與按鍵電連接；分色顯示波形由微處理器輸出分色波形程序控制采樣控制運算電路，實現分色顯示；綠色波為背景波，為無傷波；黃色波為動態波；紅色波為傷波，紅色波在閘門內；適于各種大型機械在線探傷。
文檔編號G01N29/04GK201096752SQ200720116900
公開日2008年8月6日 申請日期2007年8月29日 優先權日2007年8月29日
發明者軍 范 申請人:軍 范