超声波探伤发射电路的分析设计

提出了基于STM32和FPGA的超声波探伤系统,设计了激励脉冲宽度、幅值和重复频率可调的发射电路。该电路使用高压电源模块,可以提供0~400 V可调的直流电压,重点运用基尔霍夫电压定律推导了电容充放电时间,分析了电容电阻对发射电路的影响,确定了阻容参数的选择。根据计数器方法,用FPGA编程实现了触发脉冲对开关元件的控制,满足了触发脉冲重复频率可调的要求。最后对发射电路进行了验证,结果表明电路性能良好、具有很好的实用性。     

一种通用超声波发射电路

介绍采用555定时器配以少量的电阻、电容等元件设计制作的一种超声波发射电路.     

基于储能电感的超声波发射电路本安化方法研究

针对煤矿千米定向钻机钻进过程中应用超声波换能器对钻孔状态监测时存在需要高电压驱动和本质安全化无法兼备的问题,提出了一种基于储能电感的本安型超声波发射电路。介绍了发射电路的基本原理,理论研究了换能器等效阻抗和稳压管动态电阻对激励脉宽的影响;分析了发射电路内部和输出本质安全特性,据此给出了本质安全参数的判断标准和一种高电压本安型超声波发射电路参数计算方法。实验结果表明：在设计参数范围内,200 V幅值的激励脉冲宽度能够可达2～3μs,大于设计值1.5μs;测量储能电感电流为0.9 A,换能器等效电容为1.05μF,分别小于本安条件下的电流1 A、电容100μF。因此,本文所提方法得到的电路参数能够在输出高电压激励脉冲下,满足本质安全要求。     

低压电源驱动的超声波发射接收电路设计

在分析常用的超声波发射电路的基础上,设计了一种利用电感储能产生高功率脉冲的发射电路.该电路以场效应管为开关元件,不需提供直流高压电源,只需5 V单电源供电,安全性高.设计了隔离电路和电压跟随电路,降低了发射电路和其他电干扰信号对接收电路的影响.研究解决了LF257的自激振荡问题.设计了程控放大电路和滤波电路,实现了超声波信号的稳定接收.该发射接收电路简单实用,易于集成、精度高、噪声低.     

ICL7667实现步进电机高频斩波控制

为了提高小内阻步进电机驱动系统中功率MOSFET的开关速度,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器来实现步进电机的高频斩波控制.对驱动电路采用的功率MOSFET的栅极电容特性、开关时间等进行了研究,发现栅极电容的充放电过程影响了功率MOSFET的开关速度,提出了提高功率MOSFET开关速度的方法.最后,采用ICL7667作为功宰MOSFET的驱动器实现了步进电机的高频斩波控制.仿真和试验结果表明:采用ICL7667的驱动电路,可以保证斩波频率为200 kHz时,功率MOSFET的漏极输出仍处于截止和深度饱和的状态,这比采用电阻分压式驱动电路其斩波频率最大为20 kHz提高了 10倍,可保证小内阻步进电机在高速斩波信号的控制下正确运行.     

超声波穿金属厚壁通信电路系统设计与实现

在分析超声波穿金属厚壁通信系统需要高频高压的基础上,设计了一种利用电感储能产生高压脉冲的发射电路.采用FPGA产生高精度高频控制信号,驱动IGBT开关元件.同时在对介质表面声波透射状况分析后,设计了接收信号放大和带通滤波电路,实现了超声信号的稳定接收.在接收信号包络检波和A/D采样转换后,通过FPGA处理实现了数据流的还原.该设计方案可实现密闭容器内信息的采集与高速传输,具有重要的应用前景.     

大量程超声波回波测距系统的研究

描述了超声波脉冲回波测距系统的基本组成;重点对大量程超声波发射电路进行了比较,提出了三种工业用大量程超声波测距系统的激励电路原理,并分析了电感瞬间放电法原理在大量程测距系统中的应用;设计了低噪声程控放大脉冲接收电路,实现大量程条件下信号的稳定接收;提出了在发射和接收电路之间设置"硬开关"和"软开关"的设计概念,彻底切断发射电路和其他回波信号对接收电路的干扰,提高回波信号的信噪比,实现大量程范围内距离的准确测量.最后,对智能回声接收软件的波形分析法进行了简单的介绍,并给出了一些智能化处理的实例.     

超声波探伤系统的接收技术研究

为提高超声波探伤系统的精度和稳定性,针对超声波探伤系统发射模块中含有高压尖负脉冲和较大幅值信号,设计了超声波探伤系统的接收模块,对发射模块的回波信号进行限幅保护、预放大、程控放大、可变增益放大处理,实现了对超声波探伤系统缺陷回波信号的提取,并使信号能够满足高速AD模块的输入要求。经实验验证:该模块可完全满足超声波探伤系统的实际要求。     

基于ICL7667实现步进电机高频斩波控制

为了提高小内阻步进电机驱动系统中功率MOSFET的开关速度,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器,从而实现步进电机的高频斩波控制。首先,针对电阻分压式驱动电路测试和仿真中出现的功率MOSFET的漏级输出未处于截止和深度饱和状态的问题,对所采用的功率MOSFET的栅极电容特性、开关时间等进行了研究,发现栅极电容的充放电过程影响了功率MOSFET的开关速度。接着,提出了提高功率MOSFET开关速度的方法。最后,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器实现了步进电机的高频斩波控制。仿真和试验结果表明：电阻分压式驱动电路在斩波频率不大于20kHz时,功率MOSFET的漏级输出能处于截止和深度饱和的状态;采用ICL7667的驱动电路,可以保证斩波频率为200kHz时,功率MOSFET的漏级输出仍处于截止和深度饱和的状态。采用ICL7667的驱动电路,使得其斩波频率比电阻分压式驱动电路的斩波频率提高了10倍,可保证小内阻步进电机在高速斩波信号的控制下正确运行。     

细铜棒超声波自动检测系统的研制

采用基于超声探伤的原理,通过研制机械装置、控制电路、发射电路、接收电路、信号处理电路等主要部件,开发了一种速度快、功能强的铜棒超声波自动检测系统.该系统成本低廉、检测速度快、误检率低,能够满足在线检测要求.