专利名称：一种能消除传输干扰噪声的超声波换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监测的声波测试采 用的超声波换能器，具体来说是一种能消除传输干扰噪声的超声波换能器。
背景技术：
以往的声波测试，接收信号中迭加了许多干扰噪声其中部份噪声是在换能器部 分引入的，也有部份噪声是在连接换能器至主机间的导线中引入的。由于检测仪的输入接 口为高阻抗接口，而以往的连接换能器的导线的接口是开路的，换能器与检测仪的信号耦 合方式为电压耦合的连接传输方式，对干扰的电压信号反应的灵敏度是一致的，当换能器 检测到的有效信号较弱时，外界干扰信号的影响就更加明显。目前更多采用了全自动的检 测方式，从导线间引入的的干扰噪声己对检测结果的准确判定构成了明显的影响。
发明内容本实用新型的目的，是发明一种能更有效地消除从导线间引入的的干扰噪声的技 术，进一步实现高信噪比精准测量的超声波换能器，其技术途径是通过将连接换能器导线 的开路输出方式改变为闭路连接传输方式，确保从换能器检测到的信号的电流能有效地传 输并耦合到检测仪上，能显著消除干扰的电压信号从导线中引入，实现声波测试无干扰传 输的效果，达到提高工作效率，科学地、准确地进行检测和评价。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是通过在换能器B1的导线W1的 输出端处，增设电阻R1或耦合变压器T1，使换能器B1检测到的信号的电流能有效地传输到 导线W1的输出端构成闭合回路。由于检测仪的输入接口为高阻抗接口，其输入阻抗一般都大于10MQ以上，换能 器与检测仪的信号耦合方式为电压耦合的传输方式，耦合电流在uA级以下，而超声波的导 线长达80-150米，一方面对外部干扰的电压信号的反应十分灵敏；另一方面检测时导线 处于动态工作状态，导线内部间的分布电容及内阻因晃动而发生变化，也可引起检测信号 在传输过程中发生变化。当在导线的输出端处增设电阻R1或耦合变压器T1，使其构成闭合 回路，引导检测信号的电流流向导线未端的耦合连接口处，就能消除具有弱小电流特征的 干扰电压信号从导线中引入，确保换能器检测到的信号能有效地耦合到检测仪上，实现声 波测试无干扰传输的效果。本实用新型的特征在于电阻R1的一端同时连接到导线W1的输出端的信号线和插 头XP1的信号线的接线端，电阻R1的另一端同时连接到导线W1的输出端的地线和插头XP1 的地线的接线端。使换能器检测到的信号的电流能通过电阻R1构成闭合回路，从而提高检 测信号在导线输出端处的信噪比。同时能给前置放大器增加适当负载，有利于隐定前置放 大器的工作。换能器B1的输出端和导线W1的输入端之间串接一个电容C1，不但能起到隔 直流的作用，而且能与电阻R1构成高通滤波的作用。在于在电阻R1处并接一个电容C2，电 容C2与导线的内阻可起到低通滤波的作用。[0007]本实用新型的特征在于耦合变压器T1的输入端分别连接到导线W1的输出端的信 号线和地线，耦合变压器T1的输出端分别连接到插头XP1的信号线的接线端和地线的接线 端。使换能器检测到的信号的电流能通过耦合变压器的初级线圈构成闭合回路，从而提高 检测信号在导线输出端处的信噪比。采用耦合变压器也能有效滤除低频段和高频段的干扰 信号。在耦合变压器T1的输入端处并接电容C3，能起到更好的选频耦合的效果。本实用新型的特征在于电阻R1、电容C2或耦合变压器T1安装在插头XP1的内部 中，也可将电阻R1、电容C2或耦合变压器T1、电容C3等安装在密封件中，再通过一短线连 接到插头XP1上。本实用新型的有益效果是，通过在换能器的导线的输出端处增设一个电阻R1，能 促使换能器检测到的信号的电流能有效地传输到导线的输出端并构成闭合回路，从而显著 消除具有微弱电流特征的干扰电压信号从导线中引入的影响，提高检测信号在导线输出端 处的信噪比；在换能器的输出端和导线的输入端之间串接一个电容，不但能起到隔直流的 作用，而且能与电阻R1构成高通滤波的作用，能进一步滤除低频段的干扰信号；在电阻R1 处并接一个电容，该电容与导线的内阻可构成低通滤波器，能滤除高频段的干扰信号；在换 能器的导线的输出端处，增设一个耦合变压器，也能使换能器检测到的信号的电流能通过 耦合变压器的初级线圈构成闭合回路，能提高检测信号在导线输出端处的信噪比；采用耦 合变压器还能有效滤除低频段和高频段的干扰信号；在耦合变压器的输入端并接电容，能 起到更好的选频耦合的作用。将增设的电阻R1、电容和微型的耦合变压器安装在插头的内 部中，可简化设计，将电阻R1或耦合变压器安装在密封件中，再通过一短线连接到插头上， 能适合体形精细的插头。
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和实施方法作进一步的说明。
图1是一种采用电阻R1构成闭合回路消除传输干扰澡声的换能器电路的示意图。图2是另一种采用电阻R1构成闭合回路消除传输干扰澡声的换能器电路的示意 图。图3是一种采用耦合变压器构成闭合回路消除传输干扰澡声的换能器电路的示 意图。图中B1.换能器，W1.导线，R1.电阻，T1.耦合变压器，XP1.插头，C1、C2、C3.电容。
具体实施方式
实施例1如附图1所示，是一种能消除传输干扰噪声的超声波换能器，在插头内部的信号 线和地线的接线端并接电阻R1，电阻R1值取30-100KQ，使换能器检测到的信号的电流能 有效地传输到导线的输出端并构成闭合回路，从而消减具有微弱电流特征的干扰电压信号 从导线中引入的影响，提高检测信号在导线输出端处的信噪比。电阻R1直接焊接安装在插 头内部。实施例2[0018]如附图2所示，是一种具有滤波功能的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，换 能器的输出端和导线的输入端之间串接电容C1，使电容C1与电阻R1构成高通滤波器，在电 阻R1处并接电容C2，使电容C2与导线的内阻构成一个低通滤波器，设计频带为5-500kHz。 电容C1焊接安装在换能器内部，电阻R1和电容C2直接焊接安装在插头内部。实施例3如附图3所示，是一种采用耦合变压器的能消除传输干扰噪声的超声波换能器， 耦合变压器采用中频变压器，安设在导线未端处，使换能器检测到的信号的电流能通过耦 合变压器的初级线圈构成闭合回路，从而提高检测信号在导线输出端处的信噪比。同时利 用中频变压器滤除低频段和高频段的干扰信号。其余同实施例2。实施例4如附图3所示，是一种采用耦合变压器的能消除传输干扰噪声的超声波换能器， 在耦合变压器的输入端处并接电容C3，以提升其选频耦合的效果。其余同实施例3。
权利要求一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监测的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于通过在换能器(B1)的导线(W1)的输出端处，增设电阻(R1)或耦合变压器(T1)，使换能器(B1)检测到的信号的电流能有效地传输到导线(W1)的输出端构成闭合回路。
2.如权利要求1所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于电阻(R1)的 一端同时连接到导线(W1)的输出端的信号线和插头(XP1)的信号线的接线端，电阻(R1) 的另一端同时连接到导线(W1)的输出端的地线和插头(XP1)的地线的接线端。
3.如权利要求2所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于在换能器 (B1)的输出端和导线(W1)的输入端之间串接一个电容(C1)。
4.如权利要求2所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于在电阻(R1) 处并接一个电容(C2)。
5.如权利要求1所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于耦合变压器 (T1)的输入端分别连接到导线(W1)的输出端的信号线和地线，耦合变压器(T1)的输出端 分别连接到插头(XP1)的信号线的接线端和地线的接线端。
6.如权利要求5所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在于在耦合变压 器(T1)的输入端处并接电容(C3)。
7.如权利要求1至权利要求5所述的能消除传输干扰噪声的超声波换能器，其特征在 于电阻(R1)、电容(C2)或耦合变压器(T1)安装在插头(XP1)的内部中。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监测的声波测试采用的超声波换能器。其特征是通过在与换能器连接的导线的输出端处，增设一个电阻或耦合变压器为主体的电路，使换能器检测到的信号的电流能有效地传输到导线的输出端构成闭合回路，确保检测信号能有效地耦合到检测仪上，消除具有微弱电流特征的干扰电压信号的影响，同时具有高通滤波和低通滤波的功能，能更好实现声波测试无干扰传输的良好效果。
文档编号G01N29/32GK201607431SQ20092019535
公开日2010年10月13日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者庄彩霞, 王涛, 许楚得, 陈彦平 申请人:广州市润索工程检测技术研究有限公司