一个数字化器基超声波探伤系统(04-100)

　　超声波探伤系统用于薄层钢质部件的非破坏性测试，生产厂家通常采用模拟电路来实现全部测量功能。但是为了在当今竞争剧烈的市场中求得生存，需要一个现代化的，价廉物美的的PC基系统，以便充分利用高速数字化器带来的种种好处。

　　在讨论数字化器在探伤中的作用之前，让我们首先考察一下系统的组成。一个商品化宽带超声波换能器牢牢地固定在待测部件的前方，同时，将换能器和部件浸没在槽中。换能器工作中在反射模式，既产生又检测超声波。换能器由超声波脉冲器/接收器激励，发射一串宽带超声波能量，随后接收从部件反射的回波。

　　在相继的超声波记录采集之间，一个坚固的定位臂以0.1mm步进方式横向地移动换能器，定位臂是通过GPIB连接控制的。定位臂以前后、类光栅图形扫描过500mm×500mm方形网络，形成一个快轴和一个垂直的慢轴。当换能器沿快轴移动时，定位系统连续地按类步进方式，以约1步/ms固定速率移动换能器。

　　定位控制器在定位输出端设置了一个脉冲，这是超声波技术中多数位控制器使用的标准特征。控制器在目标位置稳定的瞬间产生一个TTL脉冲。该脉冲用来触发超声波脉冲器/接收器，随即发射一个激励脉冲。这样，超声波检测仅在目标位置自动完成的。在换能器被激励后，相关的超声波回波列约需700μS才能返回，这是由于超声波必须横过1米长的水路。一个可编程延时门用来产生在超声波激励后约700μS周期内发现有用的超声波回波列。

　　数字化器的作用

　　一个嵌入式数字化器用于捕获来自换能器电子电路的超声波信号。系统设定的超声波换能器的中心工作频率高达10MHz，且以100MS/S取样超声波信号。这样取样率在每个信号周期可提供10个数据点，具有卓越的定时分辨率。为了检测到尽可能小的缺陷回波，最高可用的动态范围和垂直分辨率是必须的。

　　Gage Compu Scope 14100是PCI总线PC基数字化卡。插卡提供超声波换能器要求的100MHz取样率和50MHz输入模拟带宽。图1是系统的简要组成图。