[其他]包括裂隙门的超声信号处理系统

说明书

本发明涉及一个高速超声信号处理系统，该系统捕捉对于超声探伤所必须的所有超声信号，更具体地说，本发明涉及的系统采用了成对的裂隙门，其中每一裂隙门处理与被探伤材料内部的深度相对应的一个时间窗口内的数据，并且由该对中的某一裂隙门将收集的数据传递到一个中央控制和裂隙门定位计算机中，而该对中的另一裂隙门则处理到来的超声信号数据。

总的来说，在一个计算机化的超声探伤系统中，对于输入信号处理速度的限制同样限制着对一个物体（例如一个发电厂的汽轮机转子）进行探伤的速度。立体超声探伤必须将一个超声波束扫穿整个被探伤的材料以获得完整的覆盖。如果被探测的裂隙尺寸很小，则要求用很小的超声波束，导致用相当数目的波束穿透该材料以检出所有的裂隙，进行一次探伤所要求的总时间是检查象汽轮机和转子孔径这类物体时成本中的主要因素。在制造过程结束时以及在定期的例行维护中的汽轮机转子孔径探伤要求对孔表面附近可通过再加工去掉的裂隙进行检测，或者对更深的必须进行监测的裂隙进行检测以确定它们的变化，这样可在一次灾难性事故发生之前换下该转子不再使用。减少探伤时间是发电产业所特别希望的事情。

限制转子探伤速度的一个关键因素是记录与超声显示（ultrasonic    indications）相关的数据所需要的时间，发现该显示可指示出一个裂隙。一个超声显示是由换能接收到的一个反射信号，它超过了在定标过程中确定的一个幅度阈值水平。一个裂隙门被用于确定最小的和最大的转换时间间隔，在两者之间将对数据进行处理同时将返回信号的数据与幅度阈值相比较。对于每一个显示，必须记录下该显示的幅值，产生该显示的脉冲的传输时间（the    time    of    flight），和该显示被测出时换能器在转子参考系中的位置座标。当把以上数据与关于超声波几何通道的知识结合起来时，该反射体或裂隙的位置及其大小即可确定。

在常规的计算机操作的超声探伤系统中，该计算机必须不仅要读出超声测量装置的状态，还要读出换能器的位置。如果记录到一个显示，这一单个计算机要把该显示的时间记录和扫描器的位置一起存储起来。如果扫描速度太快以致主计算机不能跟上来自换能器的数据的速率，这一常规方案就会变得极不准确并且会丢失数据。

本发明的一个目的是提供一个用于确定物体中裂隙大小和位置的高速超声信号处理系统。

因此，鉴于这一目的，本发明在于一个超声信号处理系统，包括一个控制处理器;一个与上述控制处理器相连的定时控制单元，它产生包括窗口信号的定时控制信号;一个与上述定时控制单元相连并受其控制的脉冲控制单元;一个与上述脉冲控制单元相连和受其控制并产生接收信号的探伤换能器;一个与上述探伤换能器相连并产生其位置的解算器;一个与上述定时控制单元和探伤换能器相连并根据窗口信号来衰减接收信号的模拟多路转接器;以及一个与上述模拟多路转接器相连并将衰减了的接，收信号数字化的数字转换器;其特征在于同上述数字转换器、定时控制单元和解算器相连的多个裂隙门，每一个门根据一个窗口信号通过将一个阈值波形根据一个测距补偿（ranging    offset）进行移位来存储并处理数字化的衰减接收信号，并将其与移位的阈值波形相比较，当该数字化接的信号超过阈值波形时产生裂隙显示并存储位置，上述控制处理器在上述探伤换能器的一次扫描结束时检索裂隙显示和相应的位置并以该位置和裂隙显示来确定裂隙的定位。

本发明的另一个方面在于在一个用探伤换能器和测距换能器进行探伤的材料中确定裂隙显示的一种方法，包括的步骤有：在一个位置上从测距换能器获得该材料的测距补偿;触发探伤换能器以产生该位置的一个探伤信号;在一个采样窗口中对返回的探伤信号进行采样以产生一个数字返回信号的采样波形，其特征为：用测距补偿对数字返回信号的采样波形进行移位;将移位的返回信号采样波形与一个阈值波形进行比较;存储移位的返回信号采样波形超过阈值波形的偏差的高峰幅值和高峰时间;在不同位置上重复步骤（b）-（f）;将高峰幅值，高峰时间和位置传递给一个裂隙定位确定装置。

本发明的优选实施方案将参考附图予以说明，其中：

图1是本发明的部件框图;

图2A示出图1中定时控制单元26的细节;

图2B和2C是图2A中数据和控制总线30的信号和状态计数器54的输出时序图;

图3示出图1中脉冲控制单元28的细节;

图4示出图1中模拟输入多路转接器32的部件;

图5示出图1中的数字转换器34细节;

图6示出图1中裂隙门36-42的部件;