[实用新型]采用并行的前置放大器的超声波换能器以及超声波通用换能器

说明书

所属技术领

本实用新型涉及超声波检测采用的超声波径向换能器。

背景技术

随着计算机技术的飞跃发展，超声检测信号的数字化处理、分析与显示，为超声检测技术的应用与拓展提供了更大的空间，如超声波的全自动循环测试技术、超声波计算机层析扫描技术、超声全息检测技术等在桥梁工程、建筑、港工、大坝、地质探测等工程检测领域有了新的发展，其对超声波换能器的性能也有了新的要求，超声波换能器收发共用是基本要求之一，而以往采用的超声波换能器，基本为单一发射、单一接收或不带前置放大器的收发共用三种形式，采用不带前置放大器的收发共用的超声波换能器时，信噪比大，透测能力较差，也因此客观造成换能器的尺度太大，难于实现快速高效、准确、精细的要求。同时采用不带前置放大器收的超声波检测方式，由于透测能力差也常出现盲测误判的现象，不能满足国家有关技术规范关于“宜选用带前置放大器的接收换能器”的推荐性要求。

另一方面超声波数字化检测仪的研发呈现百家争鸣、百花齐放的状态，不但各厂家产品的工作模式不同，主机采用的连接插座更是千变万化，这使超声波换能器具有了专用的特性，许多检测机构常同时拥有新旧不同、型号不同的多台检测仪，必须同时配置相应型号的超声波换能器，使超声波换能器的采购、使用、管理和携带十分不便，造成浪费。

发明内容

本实用新型的目的，是希望在既有的超声波换能器的基础上，研制一种带前置放大器的且具有收发共用的全双工工作模式的超声波换能器，以达到下列目的：1.满足国家有关技术规范关于“宜选用带前置放大器的接收换能器”的推荐性要求，符合行业发展的导向；2.提高了检测信号的信噪比，使检测质量和检测效率提高；3.增强对严重缺陷透测判定的能力，避免盲测误判，使检测评定结果更科学真实，能检测较大直径的桩基；4.能同时适用于更多类型的超声波检测仪器使用，研制一种通用的超声波换能器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种采用并行的前置放大器的超声波换能器，包含压电晶体传感器、换能器外壳、导线和连接插头，其特征在于：在压电晶体传感器和导线之间增加了具有输入保护功能的前置放大器的内装电路，内装电路的输入端与压电晶体传感器的输入输出端连接并构成F/Vo与Vout并行的输入输出电路，内装电路由电阻Rp、Rf、RF，二极管Vp1、Vp2和集成放大器A1构成，电阻Rp的一端连接压电晶体传感器的输入输出端并为内装电路的F/Vo输入输出口，二极管Vp1和Vp2反向并联后同时连接到电阻Rp的另一端和放大器A1的IN A+输入端，电阻Rf和RF的一端同时连接到放大器A1的IN A-输入端，电阻RF的另一端连接到放大器A1的输出端并为内装电路的Vout输出口，二极管Vp1、Vp2及电阻Rf的另一端均接地。

本实用新型的特征在于内装电路由电阻Rf、RF、R2、R3，二极管Vf1、Vf2，电容Cf、C2和集成放大器A1构成，电阻Rf的一端连接压电晶体传感器的输入输出端并为内装电路的F/Vo输入输出口，二极管Vf1和Vf2反向并联后同时连接到电阻Rf的另一端和电容Cf的一端，电容Cf的另一端和电阻RF的一端连接到放大器A1的IN A-输入端，电阻RF的另一端连接到放大器A1的输出端并为内装电路的Vout输出口，电阻R2和电阻R3及电容C2的一端同时连接到放大器A1IN A+输入端，电阻R2的另一端接电源V+，二极管Vf1、Vf2，电阻R3及电容C2的另一端均接地。

本实用新型的特征在于内装电路的电阻Rp改为电容C3，在内装电路的输入端处增加一个接地电阻R1，电阻R1起到释放压电晶体高压激发电压的电流的作用。内装电路在压电晶体传感器的输入输出端处串接一只二极管V1，二极管V1的阴极作为发射电压F的输入端，F与Vout构成并行输入输出电路，串接二极管V1后释放压电晶体高压激发电压的电流由电阻Rf或Rp二极管Vf1和Vf2或Vp1和Vp2进行。

本实用新型的特征在于连接导线采用多芯屏蔽线，从内装电路中连接不同的接口至连接插头(连接插头与超声波主机的发射、或接收、或收发共用的插座的型号对应)，可构成具有不同功能的专用的超声波换能器：

1.从内装电路中连接F/Vo、Vout、地线、V+或以及V-至连接插头，F/Vo作为发射电压和接收信号的共用输入输出端，Vout作为接收放大信号的输出端，构成带前置放大器的收发共用的超声波换能器，利用其中的F/Vo和地线兼具收发共用的功能。