占无损检测年会论文集李喜孟，无损检测，北京机械工业出版社，尚志远主编，检测声学原理及应用，西北大学出版社，严学华司乃潮，检测技术与自动控制工程基础，北京化学工业出版社，牛晓光郝红卫，李树军聚束超声波探头的研制，河北电力试验研究所，妒何希才，传感器及其应用电路，电子工业出版社，张占松开关电源的原理与设计，北京电子工业出版社，康华光，电子技术基础，北京高等教育出版社，刘书明刘斌，高性能模数与数模转换器件，西安西安电子科技大学出版社高光天，模数转换器应用技术，北京科学出版社，陈岭丽冯志华，检测技术和系统，北京清华大学出版社，杨文龙，单片机原理及应用，西安西安电子科技大学出版社，冯涛王程，可编程逻辑器件开发技术入门与提高，北京人民邮电出版社，曾繁泰陈美金，程序设计，北京清华大学出版社，黄正谨徐坚等，系统设计技术入门与应用，电子工业出版社，祁欣于国良，超声波探头的设计及应用，北京传感器技术，孙长柏，频差式超声波管道流量计工业仪表与自动化装置，全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会编写，超声波探伤，劳动部锅炉压力容器安全杂志社，有几十微伏到伏的回波信号，而且还有伏的发射脉冲高压信号，如果不能对此信号进行限幅，将损坏接收通道电路元件，并使接收通道在激励脉冲之后段时间不能正常接收缺陷回波信号，很可能造成工件近表面探伤的误判。本超声波检测仪器的接收通道采用并联限幅的保护电路，其电路如图所示。其中二极管和分别对正向和负向大脉冲高压信号进行限幅，保护了接收通道免受瞬时的脉冲高压冲击，提高了接收通道后续电路的抗阻塞特性和检测时的反应灵敏度。程控放大电路设计在超声波检测接收电路中，程控高频放大电路是本检测仪器能够取得完整的，而且波形不失真的超声回波信息的关键所在。主要涉及到的几个重要设计参数是增益动态范围带宽和放大噪声。设计中选择了两片压控放大芯构成程控高频放大电路，其结构原理如图所示。压控放大器芯片的控制电压由两片芯片给出。其增益量由程序控制在范围内变化，能满足常用自动化探伤的要求。增益控制电路适应不同测试对象对回波信号的强弱影响，可通过的软件实现动态自动控制增益值。选择作为放大电路的主要器件，是因为该器件具有线性分贝噪声低频带宽增益精度高增益控制灵活等特点。线性分贝，是指控制电压与放大器增益的分贝数呈线性关系，这对探伤仪软件的设计是很有利的，而且提供种系统自动校正垂直线性的手段。放大电路中，增益精度主要取决于的衰减误差。单片在范围内的衰减误差最大仅为士，增益精度高。另外，它的最大功耗仅为。增益增益是超声波检测仪器程控放大电路设计的主要参数之。它表征放大微弱超声回波电压信号的能力，直接表现了检测仪器的综合灵敏度，所以是必须着重考虑的主要指标。超声波检测仪器的放大器不同于般放大器。超声回波电信号为微弱的电压信号，般为毫伏级，部分信号为几十微伏，经常见到的超声探伤仪器的增益数值是左右。在模拟超声探伤仪器中，超声脉冲信号最终要送到示波管垂直偏转板去显示。驱动示波管垂直偏转板到满屏的信号幅度要数十伏。超声回波信号如果低于数十微伏，要把数十微伏的信号放大到数十伏所要求的探伤仪器的。增益就是，故在传统模拟式探伤仪器中，的增益是必要的。而在放大器的输入端，各种电子噪声通常达左右。如果超声回波信号低于数十微伏，此时的信噪比将会很低。所以，小于的信号通常已没有任何实际意义。程控放大电路也就没有必要考虑小于的信号进行任何增益放大。而在数字化探伤仪器中，放大器的输出信号要送给模数转换器。现代模数转换器需要的输入电压只要甚至更小。因此，从数十微伏放大到，数字式超声波检测仪器的放大接收电路必须要有足够的增益约左右的增益也就足够了。本课题设计是的增益可调范围，将回波电压信号放大到合适的模数转换器的转换范围。动态范围动态范围线性范围也是个需要着重考虑的设计参数。制约超声波检测仪器设计中动态范围的主要因素有程控放大后，到转换前的最大不失真信号电平噪声电平检波电路能不失真检波的最低信号幅度等。在仪器系统增益高端受噪声电平影响，而在仪器系统增益低端，检波电路的分辨力影响动态范围。理论上，所有放大电路都只有在它的线性放大范围内时，也就是满足输入在之间范围时，才会有个比较恒定的放大倍数。如图所示因此，从设计理论上来讲，当然是希望动态线性范围越大越好。这样，既减少了小信号的缺失真，又避免了些大信号的饱和失真。但对动态范围的要求也应适可而止，过大的动态范围既增加了电路设计的难度，也没有太大的实际意义。在荧光屏上，最大幅度是，最小通常是或。大家知道，能用眼睛分辨的幅度差别不大于。如果最小定在，则的绝对误差，在幅度时，相对误差是，即近在读出幅度时，相对是，即近，所以都尽量在或等较大幅度处读数。在仪器中，读数的功能是由模数转换器来完成的。当然希望模数转换器能够最好读取放大电路线性范围内输出的不失真的信息。其读数原理与眼睛相似。不同的是，模数转换器可有较高的分辨力。系统模数转换器是位的，其分辨力大约为。由此可见，如果把读数限制在或幅度处，根据数字式超声波检测仪器的国家标准要求，则的动态线性范围足够了。仪器设计采用的压控放大器在带宽下的动态范围是。带宽接收通道的带宽频率特性也是个非常重要的参数，它表示的是接收通道的幅度特性，即增益与频率的关系，是指接收通道输出信号与输入信号相比，增益在幅度和相位方面随超声波频率的变化规律。具体定义的带宽为增益下或下降到的频率范围。现在通用的超声波检测仪器大多使用的是宽带放大器，为的是使其在工作频率范围内有很好的幅度和相位特性，可以适应相应范围内不同频率探头的需要，输出高保真的波形。系护装置。对电噪声的处理方法。主要采用的是软件迭加算法处理由转换器件配合多次采样后，进行迭加后平均处理的方法，将在后面的章节作详细介绍。检波电路设计在许多插卡式或嵌入式的基于计算机的超声波检测仪器或者手提电脑式的超声波检测仪器中，通常采集未经检波或叫整流的超声信号，以便于以后的处理，如显示高频波形和脉冲的频谱等。但这需要庞大的数据处理能力和超大容量的存储空间，而且用了比。因此，在鱼和熊掌不能两得的情况下，实验操作中常常降低物参比来提高信噪比。感光材料的特性曲线与品质因全息照像是用感光材料来记录光信息的，感光材料的性质是由它的特性曲线所完全决定。它决定了输入即曝光量与输出即透射率的转移特性。银盐干板的特性曲线如图所示，其中就是曝光量，称为黑度，定义如下是光强透射率，是振幅透射率，和。都是可以用仪器测定的。图中线性区也就是般摄影用的工作区域，全息干板曝光量特性曲线是记录曝光量与振幅透过率关系曲线如图所示，全息记录应工作在图中直线区。垂，图银盐干板的曲线图图银盐干板的中曲线图口常用品质因素来评定全息记录材料的性能塑巾式中是分辩率，是衍射效率，影响它的因素较多，就材料来讲主要是，中是曝光量。显然感光材料的衍射效率高低将直接影响全息图的衍射效率，同时感光材料的分辫率和曝光量也对全息图的衍射效率有影响。因此，必须合理选择感光材料。通常组成记录材料化学物质的颗粒越细，则干板的鉴别率越高，衍射效率也高，噪声小。灵敏度特别是其光谱范围主要取决于记录材料本身的光化性质。同时要注意重庆大学硕士论文彩色全息图的像质根据所使用的激光波长选用合适的感光材料，使它的感光峰值接近所使用的激光波长选用分辨率高的感光材料应选择在特定光谱频带内衍射效率高的感光材料全息片的化学处理过程感光材料的性质是出它的特性曲线所完全决定，但特性曲线是要经过化学处理后才能最后形成。所以材料特性曲线并不简单地由材料的性质决定，还对化学处理过程显影定影有关。所谓显影就是通过显影液与被光照射过的记录材料发生化学反应，进步扩大光化学反应的效果，使之最后形成材料特性曲线的转移特性。定影是利用定影液把干板上还可能发生光化反应的物质条件清除掉。可见化学处理的重点是显影，从技术来讲应根据不同的显影配方和稀湿程度。在定温度下，控制个适当的显影时间，以求达到理想的特性曲线，即恰当的，小的灰雾度和大的宽容度，化学处理不当，将得不到理想的特性曲线而使照像失败。但化学处理很大程度上是靠经验来进行的。所以，最好先用实验找到比较理想的特性曲线后，再开始系统拍摄。卤化银是实验室最常用的全息记录材料，因它具有很高的感光灵敏度和分辨率，有宽的光谱灵敏区，通用性强，制成的全息图能长期保存等优点而倍受青陕，但用卤化银全息干版制成的振幅型全息图其衍射效率不高，然而通过漂白工艺，把金属银转化为不同于明皎的透明银盐，使振幅型全息图转化为位相型全息图，可大大提高衍射效率。但与此同时，全息图的信噪比将有不同程度的降低，为了解决这问题，必须同时考虑到显影液与漂白液的联合作用最佳衍射效率的获得要拍摄高衍射效率的全息图得依靠记录材料的特性曲线，对于银盐干板，要获得最佳衍射效率，常用≯曲线作特性益线来找出衍射效率和曝光量，调制度的关系设物光和参光都是平行光，它们之闻的夹角为，如图所示，曝光时间为，刚干板，处的曝光量为翻，测图参物光均为平行光时，曝光量沿轴的分布≯十以≠。式中丸，。弦称为直流曝光量也叫平均曝光量，称为调制曝光占无损检测年会论文集李喜孟，无损检测，北京机械工业出版社，尚志远主编，检测声学原理及应用，西北大学出版社，严学华司乃潮，检测技术与自动控制工程基础，北京化学工业出版社，牛晓光郝红卫，李树军聚束超声波探头的研制，河北电力试验研究所，妒何希才，传感器及其应用电路，电子工业出版社，张占松开关电源的原理与设计，北京电子工业出版社，康华光，电子技术基础，北京高等教育出版社，刘书明刘斌，高性能模数与数模转换器件，西安西安电子科技大学出版社高光天，模数转换器应用技术，北京科学出版社，陈岭丽冯志华，检测技术和系统，北京清华大学出版社，杨文龙，单片机原理及应用，西安西安电子科技大学出版社，冯涛王程，可编程逻辑器件开发技术入门与提高，北京人民邮电出版社，曾繁泰陈美金，程序设计，北京清华大学出版社，黄正谨徐坚等，系统设计技术入门与应用，电子工业出版社，祁欣于国良，超声波探头的设计及应用，北京传感器技术，孙长柏，频差式超声波管道流量计工业仪表与自动化装置，全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会编写，超声波探伤，劳动部锅炉压力容器安全杂志社，有几十微伏到伏的回波信号，而且还有伏的发射脉冲高压信号，如果不能对此信号进行限幅，将损坏接收通道电路元件，并使接收通道在激励脉冲之后段时间不能正常接收缺陷回波信号，很可能造成工件近表面探伤的误判。本超声波检测仪器的接收通道采用并联限幅的保护电路，其电路如图所示。其中二极管和分别对正向和负向大脉冲高压信号进行限幅，保护了接收通道免受瞬时的脉冲高压冲击，提高了接收通道后续电路的抗阻塞特性和检测时的反应灵敏度。程控放大电路设计在超声波检测接收电路中，程控高频放大电路是本检测仪器能够取得完整的，而且波形不失真的超声回波信息的关键所在。主要涉及到的几个重要设计参数是增益动态范围带宽和放大噪声。设计中选择了两片压控放大芯构成程控高频放大电路，其结构原理如图所示。压控放大器芯片的控制电压由两片芯片给出。其增益量由程序控制在范围内变化，能满足常用自动化探伤的要求。增益控制电路适应不同测试对象对回波信号的强弱影响，可通过的软件实现动态自动控制增益值。选择作为放大电路的主要器件，是因为该器件具有线性分贝噪声低频带宽增益精度高增益控制灵活等特点。线性分贝，是指控制电压与放大器增益的分贝数呈线性关系，这对探伤仪软件的设计是很有利的，而且提供种系统自动校正垂直线性的手段。放大电路中，增益精度主要取决于的衰减误差。单片在范围内的衰减误差最大仅为士，增益精度高。另外，它的最大功耗仅为。增益增益是超声波检测仪器程控放大电路设计的主要参数之。它表征放大微弱超声回波电压信号的能力，直接表现了检测仪器的综合灵敏度，所以是必须着重考虑的主要指标。超声波检测仪器的放大器不同于般放大器。超声回波电信号为微弱的电压信号，般为毫伏级，部分信号为几十微伏，经常见到的超声探伤仪器的增益数值是左右。在模拟超声探伤仪器中，超声脉冲信号最终要送到示波管垂直偏转板去显示。驱动示波管垂直偏转板到满屏