空气耦合超声系统规范.doc

高灵敏度空气耦合超声波检测系统 日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）是具有30多年历史的专业生产超声波探头、超声波发射接收器和检测系统的厂家，日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）利用自己的高新技术和丰富经验，针对不能用耦合剂无损检测的方法研究，经过多年努力和发展，终于研制成称之为“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing 简称NAUT）” 。NAUT可以广泛应用于以下材料检测：复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料、泡沫以及其他不能使用耦合剂的材料。 非接触式超声与常规超声检测类似，其最大的区别是非接触式超声不需要声耦合剂剂剂NAUT来说，周围环境空气就是其声耦合剂剂 在研制此系统时，为了使超声波有效的发射到空气中，穿过检测工件，并将接收信号进行成像处理，必须解决三个问题：第一，研制声阻抗匹配层材料，实现探头和空气的最佳耦合；第二，研制超高功率发射接收，实现向空中发射高功率的超声波；第三，研制前置放大器，实现接收信号的低噪音增幅。通过多年的努力，终于成功的研制成了“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing ），打开了21世纪的超声无损检测的新纪元，我们将它命名为NAUT21，目前，NAUT21检测系统在复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料以及其他材料的检测上得到了很好的应用。现在广销日本、英国、韩国、美国、中国等国家，并受到客户的一致好评。 NAUT21检测和分析 所有的C扫描成像都是使用空气耦合超声穿透法通过两轴电动运动机构来实现。空气耦合超声波穿透法： 超声波从空气中发射到被检查材料内部，透过的超声波到达接收探头。通过透射的超声波峰值的大小来判断被检查材料内部是否存在缺陷。如下图1所示。 （a）NAUT21 平面检测 （b）NAUT21-R曲面检测 图1 高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统的外观图 图2 非接触空气耦合超声波检测原理 检测方法为穿透式，将工件放置在两探头中间，探头对称放置在工件两侧，以保证超声波垂直入射到工件中， 所有的信号在采集过程中都是原始波形，不使用信号处理。在C扫描成像中，红色代表超声穿透能量高，蓝色代表超声穿透能量低。 产品参数 以下部分是NAUT21空气耦合超声检测系统各个部分具体参数。 超声波发射接收器 （a）正面图像 （b）背面图像 （c）JPR-600C的扩展应用例 图3 JPR－600C超声波发射接收器外观图 图3（a）和（b）为JPR－600C超声波发射接收器具体参数发射 脉冲形式 矩形波：脉冲线性调频波 脉冲电压 10 ~ 600V 10V步进 波数 1~ 发射频率 30kHz?10MHz 30kHz?100kHz　1kHz 步进； 100kHz?1MHz　10kHz 步进 1MHz?10MHz　100kHz 步进 启动时间 20ns (10% ~ 90%) 衰减阻尼 100, 200, 500, 1000Ω (可通过软件切换) 工作方式 脉冲回波，透射 内部同步 重复频率 0.5，1.0，2.0，4.0，8.0kHz. 外部同步 重复频率 外部同步输入 +5V -0V下降（TTL（生存时间）） DSUB 接口（9针） 外部同步输出 0v +5v上升 同电缆接口 基本时钟 100MHz 线性调频波 调频比: -4.04.0 接收 频率带宽 300Hz?30MHz 增益 0 ~ 80 dB（加置放大器总增益140dB）单步0.3dB 输入阻抗 10kΩ 输出阻抗 50Ω 高通滤波器 0.01，0.2，1.0MHz 低通滤波器 1.0，2.0，5.0MHz 衰减 100, 200, 500, 1000Ω (可通过软件切换) AD控制器 频率范围 ~ 50MHz ADC分辨率 10bits 采样频率 100，50，20，10，5，2，1，0.5Ms/s(可通过软件切换控制) 控制 通过USB接口与计算机连接进行控制 主要端口 6针接口专电缆线与器连接同电缆软件 高级控制和分析软件包；LABVIEW函数库 主要能 波形位置检出、声速计算、FFT）分析、FFT滤波器波形保存，读出，平