一種頻率可調的超聲波發射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超聲波探測技術領域，具體涉及一種頻率可調的超聲波發射裝置。
【背景技術】
[0002]在工業技術迅速發展的今天，超聲波檢測技術作為一種重要的無損檢測技術，已經被廣泛的應用到各種工業現場檢測，它能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷(裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等)的檢測、定位、評估和診斷，既可以用于實驗室，也可以用于工程現場，因此，超聲波無損檢測技術是無損檢測行業不可或缺的技術之一，在一套超聲波無損檢測設備中，超聲波信號發射裝置是整套設備的關鍵組成部分，發射電路的性能指數直接決定了整個系統的最終檢測效果，應用于工業中的超聲發射電路主要有三類，單脈沖發射電路，方波調制的脈沖發射電路以及連續脈沖發射電路，各盡其用，而實際電路實現時，超聲發射電路多采用定時器發出振蕩信號或采用MOSFET驅動電路調節脈沖頻率，電路調頻范圍窄，控制靈敏度低，不適合無損探傷使用，現如今缺少一種結構簡單、體積小、成本低、設計合理、靈敏度高、響應快且頻率可調的超聲波發射裝置，運用壓控振蕩原理實現方波調制的脈沖發射電路，采用共基極電路放大電流信號，實現寬頻帶放大電路，同時設置旋鈕微調滑動電感大小改變輸出頻率，根據實際無損探傷需求調節輸出，頻率輸出穩定度好，實用價值大。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種頻率可調的超聲波發射裝置，其設計新穎合理，結構簡單，頻率輸出穩定度好，控制靈敏度高，調頻范圍寬，還可通過旋鈕微調滑動電感大小改變輸出頻率，使用效果好，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:包括外殼、布設在所述外殼內的電子線路板以及安裝在所述外殼上的輸入按鍵、顯示器、旋鈕和超聲波發射探頭，所述電子線路板上集成有單片機和超聲波發射電路，所述單片機的輸出端與所述超聲波發射電路的輸入端之間依次接有電壓調節電路、壓控振蕩電路、信號放大電路和阻抗匹配電路，所述超聲波發射電路的輸出端與所述單片機的輸入端之間依次接有電流采樣電路和A/D轉換電路，所述輸入按鍵的輸出端與單片機的輸入端相接，所述顯示器的輸入端與單片機的輸出端相接；
[0005]所述壓控振蕩電路包括運放U1、運放U2、變容二極管D2和變容二極管D3，所述運放Ul的同相輸入端接地，運放Ul的反相輸入端通過電阻Rl與電壓調節電路相接，運放Ul的輸出端分兩路，一路經電容C4接運放Ul的反相輸入端，另一路接穩壓二極管Dl的陰極；穩壓二極管Dl的陽極分兩路，一路經電阻R5接地，另一路接運放U2的同相輸入端；運放U2的反相輸入端與變容二極管D3的陽極、電容C5的一端、滑動電感L3的一個固定端和滑動電感L3的滑動端的連接端相接，變容二極管D3的陰極、電容C5的另一端和滑動電感L3的另一個固定端的連接端接地，運放U2的輸出端分三路，一路經電阻R6與運放U2的反相輸入端相接，另一路經電阻R4與運放U2的同相輸入端相接，第三路經電阻R3與三極管Ql的發射極和變容二極管D2的陽極的連接端相接；三極管Ql的基極和變容二極管D2的陰極的連接端接地，三極管Ql的集電極與運放Ul的同相輸入端相接。
[0006]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述電壓調節電路包括端口 V1、電壓調節芯片LM317、IGBT晶體管Q4和運放U7，所述端口 Vl經變壓器Tl與整流橋D7的交流輸入端相接，整流橋D7的直流正輸出端經電感L4與電壓調節芯片LM317的VIN管腳相接，電壓調節芯片LM317的VOUT管腳與IGBT晶體管Q4的集電極相接，IGBT晶體管Q4的發射極分三路，一路與電感L5的一端相接，另一路經二極管D6與電壓調節芯片LM317的VIN管腳相接，第三路經電阻C12接地；IGBT晶體管Q4的門極與運放U7的輸出端相接，運放U7的輸出端經電阻R23與運放U7的反相輸入端相接，運放U7的反相輸入端經電阻R24與單片機相接，運放U7的同相輸入端經電阻R25接地。
[0007]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述信號放大電路包括運放U3和運放U4，所述運放U3的同相輸入端經電阻R13接地，運放U3的反相輸入端經電阻R14與運放U2的輸出端相接，運放U3的輸出端分兩路，一路經電阻R15與運放U3的反相輸入端相接，另一路經電阻R16與運放U4的反相輸入端相接；運放U4的同相輸入端經電阻R18接地，運放U4的輸出端分兩路，一路經電阻R17與運放U2的輸出端相接，另一路經電阻R19與運放U4的反相輸入端相接。
[0008]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述阻抗匹配電路包括電感LI和電感L2，所述電感LI的一端與運放U3的輸出端相接，電感LI的另一端經電阻Cl與電感L2的一端相接，電阻Cl和電感L2的一端的連接端與并聯的電容C2、電容C3和電阻R2的一端相接，并聯的電容C2、電容C3和電阻R2的另一端接地。
[0009]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述超聲波發射電路包括三極管Q5、三極管Q6和連接端口 JP1，所述連接端口 JPl的第I管腳分兩路，一路經電容C7與+5V電源端相接，另一路與三極管Q5的集電極相接；三極管Q5的基極分兩路，一路經電阻Rll與+5V電源端相接，另一路與三極管Q6的集電極相接；三極管Q6的基極分四路，一路與電感L2的另一端相接，另一路與二極管D5的陰極相接，第三路與連接端口 JPl的第2管腳連接；二極管D5的陽極、三極管Q6的發射極和三極管Q5的發射極均接地。
[0010]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述電流采樣電路包括運放U5和運放U6，所述運放U5的同相輸入端與連接端口 JPl的第2管腳相接，運放U5輸出端分三路，一路與運放U6的同相輸入端相接，另一路與運放U5的反相輸入端相接，第三路經電容CS接地；運放U6輸出端分兩路，一路與運放U6的反相輸入端相接，另一路與A/D轉換電路相接。
[0011]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述超聲波發射探頭包括超聲波傳感器T40-16，所述超聲波傳感器T40-16焊接或通過可插拔的方式設置在所述連接端口 JPl上。
[0012]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述旋鈕的信號端連接在所述滑動電感L3的滑動端上。
[0013]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述單片機包括51系列單片機。
[0014]上述的一種頻率可調的超聲波發射裝置，其特征在于:所述顯示器包括筆段式LCD液晶顯不屏。
[0015]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0016]1、本實用新型通過設置壓控振蕩電路，通過輸入電壓的不同控制輸出頻率的不同，采用共基極放大電路對高頻進行放大，頻率輸出穩定度好，控制靈敏度高，調頻范圍寬，電路簡單，便于推廣使用。
[0017]2、本實用新型通過設置電壓調節電路，采用電壓可調的穩壓芯片LM317對壓控振蕩電路輸入電壓進行調節，電壓調節范圍大，可靠穩定，使用效果好。
[0018]3、本實用新型設計新穎合理，體積小，具有顯示超聲波換能器工作電流及超聲波輸出頻率的功能，且同時設置旋鈕微調滑動電感大小改變輸出頻率，根據實際無損探傷需求調節輸出，頻率輸出穩定度好，實用性強，便于推廣使用。
[0019]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單，頻率輸出穩定度好，控制靈敏度高，調頻范圍寬，還可通過旋鈕微調滑動電感大小改變輸出頻率，使用效果好，實用性強，便于推廣使用。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0022]圖2為本實用新型電壓調節電路的電路原理圖。
[0023]圖3為本實用新型壓控振蕩電路的電路原理圖。
[0024]圖4為本實用新型信號放大電路的電路原理圖。
[0025]圖5為本實用新型阻抗匹配電路的電路原理圖。
[0026]圖6為本實用新型超聲波發射電路的電路原理圖。
[0027]圖7為本實用新型電流采樣電路的電路原理圖。
[0028]附圖標記說明:
[0029]I 一單片機；2—壓控振蕩電路；3—彳g號放大電路；
[0030]4一阻抗匹配電路；5—超聲波發射電路；6—電流采樣電路；
[0031]7—A/D轉換電路；8—電壓調節電路；9一輸入按鍵；
[0032]10—顯示器。
【具體實施方式】
[0033]如圖1和圖3所不，本實用新型包括外殼、布設在所述外殼內的電子線路板以及安裝在所述外殼上的輸入按鍵9、顯示器10、旋鈕和超聲波發射探頭，所述電子線路板上集成有單片機I和超聲波發射電路5，所述單片機I的輸出端與所述超聲波發射電路5的輸入端之間依次接有電壓調節電路8、壓控振蕩電路2、信號放大電路3和阻抗匹配電路4，所述超聲波發射電路5的輸出端與所述單片機I的輸入端之間依次接有電流采樣電路6和A/D轉換電路7，所述輸入按鍵9的輸出端與單片機I的輸入端相接，所述顯示器10的輸入端與單片機1的輸出〗而相接。
[0034]所述壓控振蕩電路2包括運放U1、運放U2、變容二極管D2和變容二極管D3，所述運放U1的同相輸入端接地，運放U1的反相輸入端通過電阻R1與電壓調節電路8相接，運放U1的輸出端分兩路，一路經電容C4接運放U1的反相輸入端，另一路接穩壓二極管D1的陰極；穩壓二極管D1的陽極分兩路，一路經電阻R5接地，另一路接運放U2的同相輸入端；運放U2的反相輸入端與變容二極管D3的陽極、電容C5的一端、滑動電感L3的一個固定端和滑動電感L3的滑動端的連接端相接，變容二極管D3的陰極、電容C5的另一端和滑動電感L3的另一個固定端的連接端接地，運放U2的輸出端分三路，一路經電阻R6與運放U2的反相輸入端相接，另一路經電阻R4與運放U2的同相輸入端相接，第三路經電阻R3與三極管Q1的發射極和變容二極管D2的陽極的連接端相接；三極管Q1的基極和變容二極管D2的陰極的連接端接地，三極管Q1的集電極與運放U1的同相輸入端相接。
[0035]如圖2所示，本實施例中，所述電壓調節電路8包括端口 VI、電壓調節芯片LM317