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超声相控阵焊缝探伤系统的数据采集和处理方法的研究

王宁  
【摘要】: 超声无损检测由于具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确及成本低等诸多优点,已成为国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。近年来随着计算机技术的飞速发展,超声探伤仪的开发也向着数字化、智能化的方向发展,其的被测对象范围越来越广、采样速率越来越高、缺陷定位越来越准确。本文以超声波脉冲反射探伤理论及相控阵技术原理为基础,进行了针对焊缝检测的数字式多通道超声波探伤系统的几项关键技术的研究。 本课题完成的主要工作 1.设计了一种实现相控阵焊缝探伤的数据处理总体结构和软件实现方案,重新设计并完善了多通道超声探伤卡,简化系统设计,提高了延时精度,极大提高了采集系统的采样速度及处理能力。本延迟采样电路可以使采样按任意的延迟时刻开始,其延迟精度对于本课题给出的工作频率可达2.5ns,但采样脉冲频率仅为100MHz,用100M采样率的A/D即可实现。 2.对多通道超声探伤卡中的FPGA进行了设计与仿真工作。 3.设计实现了超声相控阵探伤系统的探伤灵敏度自动调整,上位机给出通道灵敏度调整命令,探伤卡上的MCU通过增益放大电路实现对各通道灵敏度的自动调整,从而能够在检测时发现工件中规定大小的缺陷,并对缺陷定量。 4.应用USB技术,实现了上位计算机同MCU之间的通信,方便了探伤数据的存储和分析。


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