Page 227 - 《应用声学》2025年第2期

第 44 卷 第 2 期 马卫卫等： 超声探伤自动扫描平台微弱信号放大电路设计 487

不变，通过机械定位装置，逐次移动接收换能器，每 4011 个采样点数为一道数据，每组共 43 道数据，数
次圆心角增加角度后采集一次数据，完成了虚拟环 据依次为由近到远到近的圆周采集，图 16(b) 只显
形阵列超声导波数据采集。实验装置及实验示意图 示其中一道数据，可以看到设计的电路能够成功放
如图15所示，扫描铝板厚度6 mm，中间缺陷3 mm。 大采集到空气耦合超声探头的微弱信号。
ADC 选型为 LTC2323-16，采样位数 16 位，设置采 采用频率域全波形反演算法 [20] 对数据处理结
样率为 4 MHz，采样幅度范围为 −4.096 ∼ 4.096 V， 果如图 17(b) 所示，实现了对铝板腐蚀缺陷的定量
上位机收到的采集数据绘图如图 16(a) 所示，每 成像。同时该放大采集电路为复合材料圆管周向导

波频散特性分析 [21] 提供数据基础。

کவಪϙ(1) 381.9 mV

图 15 空气耦合超声扫描装置及实验示意图
图 14 输出噪声电压有效值测量结果 Fig. 15 Air-coupled ultrasound scanning platform
Fig. 14 Measurement of RMS of output noise voltage and experimental schematic diagram
8000
2
6000
4000
1 2000
૝ࣨ/10 4 0 ૝ࣨ 0

-2000
-1
-4000
-2 -6000
-8000
0 5 10 15 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
ག஝/10 4 ག஝
(a) ړևࠄᰎ43᥋Ԕݽ஝૶ (b) ړևࠄᰎХ˗ʷ᥋Ԕݽ஝૶
图 16 圆周实验原始数据
Fig. 16 Raw data of the circular experiment

-300 -300 6.0
5.5
-200 -200 5.5
-100 5.0 -100 5.0
᫂ए/mm 0 4.5 Ԓए/mm ᫂ए/mm 0 4.5 Ԓए/mm

100 4.0 100 4.0
200 3.5 200 3.5
300 3.0 300 3.0
-200 0 200 -200 0 200
᫂ए/mm ᫂ए/mm
(a) ᎥᬞԔݽڏϸ (b) ᧘౞ڏϸ
图 17 铝板腐蚀缺陷的定量成像
Fig. 17 Quantitative imaging of corrosion defects in aluminum plates