超声波探伤仪发射电路

只看该作者 · 2013-4-24 20:26

超声波探伤仪发射电路
一、用途及种类
发射电路产生高频脉冲波，用以控制超声波的发射。
发射电路最常用的有谐振式及非谐振式两类。
发射电路中的闸流管或可控硅，起开关作用。晶体管式探伤仪用可控硅。
二、谐振式发射电路
发射频率由谐振回路的参数决定。基本电路如图一所示。其工作原理，以稳态及动态两个状态来分析。

(一)稳态时
1.闸流管(或可控硅)不导电，开关在“断”的状态(闸流管被负偏压所截止，不导电)。
2.电容器C充电，充电回路如下:
E(+)→R→C→谐振回路→地
(二)动态时
1.正触发波加到闸流管或可控硅的控制极，使其导电，开关在“通”的状态。闸流管(或可控硅)一旦导电，控制极即失去控制作用。
2.电容C过闸流管(或可控硅)放电。放电回路如下:
C(+)→闸流管(或可控硅)→地→谐振回路→C(-)
3.电源E也通过电阻R及闸流管(或可控硅)放电。由于闸流管(或可控硅)在导通时内阻很小，电源电压大部分降在R上，闸流管(或可控硅)
屏压甚低于截止电压，故闸流管(或可控硅)很快不导电，又处于“断”的状态。
4.电容C放电时，在谐振回路内引起谐振。谐振频率为
f=1/(2π√L0C0)
C0为探头(压电体)本身的电容、线圈L0分布电容及其他分布电容之和，主要为探头电容。高频振荡电波加到探头(压电体)上，使其以相同的频率发射超声波。由于谐振回路消耗能量，振荡很快停止。
5.发射脉冲波的频谱，按傅里叶级数分析，除了谐振频率外，还包含有许多其他频率。发射波及其频谱如图2所示(假定发射波为等幅的)。

三、非谐振式发射电路
发射频率由探头(压电体)本身的自然频率决定。基本电路如图2-20所示。

其工作原理与谐振式相同，只是电容C放电时，冲击探头(压电体)，使其以本身的自然频率振荡。
四、讨论
1. Ro(仪器面板上的“输出”旋钮)与脉冲宽度及幅度成正比。Ro越小，τ越小，盲区越小，可探近表面的缺陷，但幅度也小，不能探测远距离的缺陷。
2.闸流管电路中，负偏压太大时，正触发波的幅度相对的减小，不能使闸流管导电，负偏压太小时，闸流管一直导电，这两种情况都不能使发射电路正常工作，荧光屏上无发射波。因此应该调节R1(在仪器内部)的工作点在适当位置。
3.工作时，闸流管的屏极电压(或可控硅的阳极电压)如等于外加电源电压E，或电压接近于零，则无发射(荧光屏上无发射波)。