[发明专利]一种多通道超声波探伤单线传输信号系统及方法

权利要求书

1.一种多通道超声波探伤单线传输信号系统，由探头（1）连接前端电路（12），通过传输线连接后端电路（13），其特征在于，所述的传输线（6）是单一的传输线。

2.根据权利要求1所述的一种多通道超声波探伤单线传输信号系统，其特征在于，所述的前端电路（12）安装在与探头（1）和工件相邻的，由多通道发射电路（2）、多通道接收放大电路（3）、基于FPGA的FPGA通道控制电路（4）组成；所述的后端电路（13）包括可控增益放大电路（9）、模数转换电路（10）、基于FPGA的主控电路（8）和探伤仪CPU及总线接口电路（11）组成。

3.根据权利要求2所述的一种多通道超声波探伤单线传输信号系统，其特征在于，在后端电路（13）中增加控制信号编码电路（7），把主控FPGA（8）产生的同步信号和控制信号编码成方波信号加载到单一传输线（6）上，在前端电路（12）中增加控制信号解码电路（5），把接收到的方波信号处理后输入到多FPGA通道控制电路（4）专用的FPGA中进行信号解码，然后FPGA通道控制电路（4）进行通道切换，控制发射电路（2）和接收放大电路（3）工作，放大后的超声信号再通过单一传输线（6）输入到可控增益放大电路（9）中，实现单线传输同步信号、控制信号和超声信号。

4.一种多通道超声波探伤单线传输信号的方法，多通道超声波探伤仪完成一次发射、接收和超声信号采集的时间称为一个工作周期,其特征在于,把一个周期的时间分为控制时段和接收时段,包含以下步骤：

(1)在控制时段，主控FPGA(8)产生的同步信号和控制信号编码成方波通过信号编码电路(7)加载到单一传输线(6)上，前端电路解码电路(5)接收后通过前端FPGA通道控制电路(4)控制通道发射(2)超声波，完成控制时段工作；

(2)在接收时段，接收到的超声信号首先通过接收放大电路（3）放大，然后加载到单一传输线（6）上，传输到后端电路（13）后再通过可控增益放大电路（9）放大，最后通过模数转换电路（10）把超声信号数字化，并通过主控FPGA（8）传输到探伤仪CPU（11）中，完成接收时段。

5.根据权利要求4所述的一种多通道超声波探伤单线传输信号的方法，其特征在于，一个工作周期开始后，前端电路（12）中FPGA通道控制电路（4）专用的FPGA工作在准备阶段；后端电路（13）中的主控FPGA（8）发送同步信号和控制编码信号；FPGA通道控制电路（4）根据解码的控制信号进行通道控制和参数设置，然后产生一个超声波触发信号，使发射电路（2）产生超声波；从主控FPGA（8）产生同步信号到前端电路产生触发信号的时间是一个固定时间；此后，后端的可控增益放大电路（9）和模数转换电路（10）开始工作，而前端FPGA通道控制电路（4）又进入准备阶段，等待下一个工作周期。

6.根据权利要求5所述的一种多通道超声波探伤单线传输信号的方法，其特征在于，从时序上来讲，主控FPGA（8）是主动工作状态，前端FPGA通道控制电路（4）是被动工作状态，控制时段和接收时段相互不受影响。