CN208190609U - 一种声发射信号前置放大装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种声发射信号前置放大装置，属于信号放大装置领域。本申请包括壳体，配置在壳体上的传感器接口、第一切换选择开关和信号输出接口，以及配置在壳体中的第一放大器、多个带通滤波器和第二放大器；传感器接口与第一放大器输入端电连接；第一放大器的输出端通过第一切换开关与多个带通滤波器的输入端电连接；多个带通滤波器的输出端与第二放大器的输入端电连接；第二放大器的输出端与信号输出接口电连接。本申请提供的声发射信号前置放大装置中，通过第一切换选择开关可形成对滤波频域的切换选择，实现本申请具有多个滤波频域的选择，从而使本申请能较好地适应各种声发射信号检测场景。

Description

一种声发射信号前置放大装置

技术领域

本申请属于信号放大装置领域，具体涉及一种声发射信号前置放大装置。

背景技术

声发射检测技术作为一种无损检测方法，其特别适用于机械设备结构的动态安全检测、监测、完整性评价等。声发射检测技术利用声发射传感器接收声发射信号，对接收的声发射信号进行分析得到检测结果。

在实际检测应用中，声发射传感器输出的电压信号有时低至几微伏，微弱的信号传输时极易受到干扰，若经过长距离的传输，信噪比必然要降低。因而在相关技术中需要对声发射传感器输出的电压信号进行相关处理，比如滤波处理，具体的声信号处理装置中，滤波器是已配置好的，其滤波频域固定，而在实际应用中，声发射传感器接收到的声信号频率范围是不确定的，当声发射传感器接收到的声信号频率范围超出滤波频域时，滤波器会保留处理器频率范围以外的噪声信号，频率范围以外的噪声信号对声发射信号的分析会形成一定程度的干扰。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种声发射信号前置放大装置。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种声发射信号前置放大装置，包括：壳体，配置在所述壳体上的传感器接口、第一切换选择开关和信号输出接口，以及配置在所述壳体中的第一放大器、多个带通滤波器和第二放大器；

所述传感器接口与所述第一放大器输入端电连接；

所述第一放大器的输出端通过所述第一切换开关与所述多个带通滤波器的输入端电连接；

所述多个带通滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端电连接；

所述第二放大器的输出端与所述信号输出接口电连接。

进一步地，所述第二放大器包括第一输入管脚、第二输入管脚以及多个增益管脚；

所述声发射信号前置放大装置还包括第二切换开关，所述第二切换开关配置在所述壳体上；

所述多个带通滤波器的输出端与所述第二放大器的所述第一输入管脚电连接；

所述第二放大器的所述第二输入管脚通过所述第二切换开关与所述第二放大器的所述多个增益管脚电连接。

进一步地，所述声发射信号前置放大装置还包括第三放大器，所述第三放大器配置在所述壳体中，所述第三放大器的输入端与所述信号输出接口电连接，所述第三放大器的输出端与所述传感器接口电连接。

进一步地，所述第三放大器为功率放大器。

进一步地，所述多个带通滤波器有四个，分别为第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。

进一步地，所述第一带通滤波器的滤波范围为20KHz-1200KHz，所述第二带通滤波器的滤波范围为100KHz-400KHz，所述第三带通滤波器的滤波范围为20KHz-120KHz，所述第四带通滤波器的滤波范围为1KHz-40KHz。

进一步地，所述第二放大器的所述多个增益管脚有三个，分别为第一增益管脚、第二增益管脚和第三增益管脚。

进一步地，所述第一增益管脚为20dB增益管脚，所述第二增益管脚为40dB增益管脚，所述第三增益管脚为60dB增益管脚。

进一步地，所述壳体由铝合金制成。

进一步地，所述传感器接口和所述信号输出接口分别位于所述壳体的两侧。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请提供的声发射信号前置放大装置中，第一放大器通过第一切换选择开关与多个带通滤波器连接，多个带通滤波器可配置不同的滤波频域，通过第一切换选择开关可形成对滤波频域的切换选择，实现本申请具有多个滤波频域的选择，从而使本申请能较好地适应各种声发射信号检测场景。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的声发射信号前置放大装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的声发射信号前置放大装置的工作原理示意图；

图中，

1-壳体；2-传感器接口；3-第一切换选择开关；4-信号输出接口；5-第一放大器；6-多个带通滤波器；7-第二放大器；8-声发射传感器；9-声发射信号采集卡；10-第二切换开关；11-第三放大器；

601-第一带通滤波器；602-第二带通滤波器；603-第三带通滤波器；604-第四带通滤波器；

701-第一输入管脚；702-第二输入管脚；

7001-第一增益管脚；7002-第二增益管脚；7003-第三增益管脚。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1为本申请一个实施例提供的声发射信号前置放大装置的结构示意图，图2为本申请一个实施例提供的声发射信号前置放大装置的工作原理示意图；如图1和图2所示，该声发射信号前置放大装置包括：

壳体1，配置在所述壳体1上的传感器接口2、第一切换选择开关3和信号输出接口4，以及配置在所述壳体1中的第一放大器5、多个带通滤波器6和第二放大器7；

所述传感器接口2与所述第一放大器5输入端电连接；

所述第一放大器5的输出端通过所述第一切换开关与所述多个带通滤波器6的输入端电连接；

所述多个带通滤波器6的输出端与所述第二放大器7的输入端电连接；

所述第二放大器7的输出端与所述信号输出接口4电连接。

上述方案在具体应用中，将声发射传感器8的接口接到传感器接口2，将声发射信号采集卡9的接口接到信号输出接口4，用户可通过对声信号采集场景进行经验判断，通过第一切换选择开关3切换选择多个带通滤波器6中的一个，然后进行声发射信号采集处理，具体过程为：外接的声发射传感器8将接收的声信号转换为电信号，然后发送给第一放大器5，第一放大器5起到前级放大器作用，可将声发射传感器8传来的声发射电荷信号转化为电压信号并将信号放大。放大处理后的信号输入给被选中的带通滤波器6进行频域滤波，带通滤波器6可以有效滤除不希望保留噪声信号，提高有效信号的信噪比。经带通滤波器6频域滤波后的信号输入给第二放大器7，第二放大器7起到增益放大作用，对信号进行增益放大处理，并通过信号输出接口4发送给外接的声发射信号采集卡9。

或者，也可以是每选择一个带通滤波器6，就进行一次声发射信号采集处理，从而得到多个处理后的声信号，可对多个处理后的声信号进行比较，并作出最优选择。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，所述多个带通滤波器6有四个，分别为第一带通滤波器601、第二带通滤波器602、第三带通滤波器603和第四带通滤波器604。具体地，在一个实施例中，所述第一带通滤波器601的滤波范围为20KHz-1200KHz，所述第二带通滤波器602的滤波范围为100KHz-400KHz，所述第三带通滤波器603的滤波范围为20KHz-120KHz，所述第四带通滤波器604的滤波范围为1KHz-40KHz。

通过上述实施例方案，可以理解的是，本申请提供的声发射信号前置放大装置中，第一放大器5通过第一切换选择开关3与多个带通滤波器6连接，多个带通滤波器6可配置不同的滤波频域，通过第一切换选择开关3可形成对滤波频域的切换选择，实现本申请具有多个滤波频域的选择，从而使本申请能较好地适应各种声发射信号检测场景。

如图2所示，在一个实施例中，所述第二放大器7包括第一输入管脚701、第二输入管脚702以及多个增益管脚；

所述声发射信号前置放大装置还包括第二切换开关10，所述第二切换开关10配置在所述壳体1上；

所述多个带通滤波器6的输出端与所述第二放大器7的所述第一输入管脚701电连接；

所述第二放大器7的所述第二输入管脚702通过所述第二切换开关10与所述第二放大器7的所述多个增益管脚电连接。

通过该实施例方案，可形成通过第二切换开关10对多个增益管脚进行选择，通过第二切换选择开关切换选择多个增益管脚中的一个，然后第二放大器7输出该被选中增益管脚所代表的增益输出。通过该实施例方案，可实现本申请声发射信号前置放大装置的增益输出可控，以满足不同传输距离的需求，如在传输距离较远时，选择高增益输出。

如图2所示，在一个实施例中，所述第二放大器7的所述多个增益管脚有三个，分别为第一增益管脚7001、第二增益管脚7002和第三增益管脚7003。在一个具体的实施例中，所述第一增益管脚7001为20dB增益管脚，所述第二增益管脚7002为40dB增益管脚，所述第三增益管脚7003为60dB增益管脚。

如图2所示，在一个实施例中，所述声发射信号前置放大装置还包括第三放大器11，所述第三放大器11配置在所述壳体1中，所述第三放大器11的输入端与所述信号输出接口4电连接，所述第三放大器11的输出端与所述传感器接口2电连接。

通过该方案，将声发射传感器8的接口接到传感器接口2，将声发射信号采集卡9的接口接到信号输出接口4，声发射信号采集卡9接到外部控制设备时，外部控制设备可通过声发射信号采集卡9发送控制信号，该控制信号通过第三放大器11放大后，输送到声发射传感器8，驱动声发射传感器8发出声发射机械震动信号，该声发射机械震动信号可用于模拟声发射信号源，测试其他相邻声发射传感器8的接收灵敏度。在一个实施例中，所述第三放大器11为功率放大器。

在一个实施例中，所述壳体1由铝合金制成。金属壳体1可用于屏蔽外界的电磁干扰，具有抗电冲击的保护能力。

如图1所示，在一个实施例中，所述传感器接口2和所述信号输出接口4分别位于所述壳体1的两侧。

在具体应用中，所述传感器接口2和所述信号输出接口4可采用BNC接口。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种声发射信号前置放大装置，其特征在于，包括：壳体，配置在所述壳体上的传感器接口、第一切换选择开关和信号输出接口，以及配置在所述壳体中的第一放大器、多个带通滤波器和第二放大器；

所述传感器接口与所述第一放大器输入端电连接；

所述第一放大器的输出端通过所述第一切换开关与所述多个带通滤波器的输入端电连接；

所述多个带通滤波器的输出端与所述第二放大器的输入端电连接；

所述第二放大器的输出端与所述信号输出接口电连接。

2.根据权利要求1所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，

所述第二放大器包括第一输入管脚、第二输入管脚以及多个增益管脚；

所述声发射信号前置放大装置还包括第二切换开关，所述第二切换开关配置在所述壳体上；

所述多个带通滤波器的输出端与所述第二放大器的所述第一输入管脚电连接；

所述第二放大器的所述第二输入管脚通过所述第二切换开关与所述第二放大器的所述多个增益管脚电连接。

3.根据权利要求1或2所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述声发射信号前置放大装置还包括第三放大器，所述第三放大器配置在所述壳体中，所述第三放大器的输入端与所述信号输出接口电连接，所述第三放大器的输出端与所述传感器接口电连接。

4.根据权利要求3所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述第三放大器为功率放大器。

5.根据权利要求1所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述多个带通滤波器有四个，分别为第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。

6.根据权利要求5所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述第一带通滤波器的滤波范围为20KHz-1200KHz，所述第二带通滤波器的滤波范围为100KHz-400KHz，所述第三带通滤波器的滤波范围为20KHz-120KHz，所述第四带通滤波器的滤波范围为1KHz-40KHz。

7.根据权利要求2所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述第二放大器的所述多个增益管脚有三个，分别为第一增益管脚、第二增益管脚和第三增益管脚。

8.根据权利要求7所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述第一增益管脚为20dB增益管脚，所述第二增益管脚为40dB增益管脚，所述第三增益管脚为60dB增益管脚。

9.根据权利要求1所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述壳体由铝合金制成。

10.根据权利要求1所述的声发射信号前置放大装置，其特征在于，所述传感器接口和所述信号输出接口分别位于所述壳体的两侧。