超声波检测设备：部件与原理

脉冲回波技术中所使用超声波设备主要用于在技术上实现“声音输入”和“声音输出”之间差异的可测量性，以便对其进行评估。 无论是简单的电池供电仪器，还是带自动评估和控制功能的检测装置，均使用相同的组件。

3.1 控制装置。 该装置决定检测周期的次序，即何时发射、何时接收及何时评估。

3.2 脉冲发生器。 产生会引发探头机械振荡的脉冲。

3.3 探头。 探头将电脉冲转化为机械振荡（超声波），或反之将声音振荡转化为电脉冲。 发射器探头同时可用作接收器探头（单探头操作），或可在发射器探头之外使用额外的接收器探头（TR 操作、串联操作）。

3.4 放大器。 放大器对探头接收和转换的信号进行放大和过滤。 增益可以是线性增益，也可以是对数增益。

3.5 评估。 有时评估可以通过增益特性完成。 通常情况下，信号会被划分为低于或高于阈值水平的信号。 执行此项操作的仪器即监测器。

3.6 输出。 在此步骤中，可以按照预先选择的程序进一步处理经过转换和评估的接收信号，并予以打印、显示或存储。

图 5 显示了超声波设备（转换、放大并在屏幕上显示输入信号）的基本布局。 在自动化设施中，通常会使用更合适的装置来替换该屏幕。 图 6 显示了根据振幅和传播时间对示值进行评估的监控电路原理。 由门电路对特定的传播时间范围进行监测。 如果放大器在此时间范围内输出信号，则（举例来说）信号可以通过记录器放大器再次转换，然后进行模拟或数字评估。

如不使用记录器放大器，则可通过界面放大器对阈值电路的“是/否”输出进行路由，而这种放大器可产生用于控制检测流程的信号。 在检测中留意脉冲重复频率与检测周期（探头和/或试样的移动等）之间的关系尤为重要。如果不考虑这种时间关系，即使系统的所有部分都能完美运行，结果也可重复，但仍会导致最佳数据输出存在重大误差（例如忽略材料中的反射体以及对反射体重复计数）。 就像检测问题的数量各不相同，检测结果的记录也多种多样。 用于手动检测的仪器通常具备一个 CRT 或 LCD 屏幕，上面会以 A-scan 的形式显示信号幅度和传输时间（图 6a）。 此处也可以使用二极管阵列充当显示屏幕。如果在屏幕上反射体的位置以二维显示，那么就得到了 Cscan 图像。 打印条以及与 C-scan 相匹配的图谱也经常用来进行信息存储（图 7）。