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基于虚拟仪器的超声探伤仪设计

郭丽  
【摘要】: 无损检测是在不损害被探测对象使用性能的条件下探测物体内部缺陷的技术。它的应用可避免因产品质量问题而导致的大量成品的报废,又可避免因质量问题引起的重大事故等。目前常用的无损检测方法有五种:射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤和超声波探伤。其中超声波探伤是应用最广的一种,具有测量材质种类多、探伤深度大、灵敏度高、操作方便、快速、正确、经济、对人体无害等优点。 目前国内生产的超声探伤仪主要是以微处理器为核心,以大规模集成芯片为外围电路的智能化仪器。这类仪器硬件电路设计复杂,硬件成本高,设计周期长,而且仪器的功能和性能受到硬件的约束,如探伤仪难以直接判断缺陷的性质,升级需要从硬件着手等。 针对这些缺点,本论文采用虚拟仪器技术设计了一台虚拟超声波探伤仪。这种仪器是指由计算机、虚拟仪器软件、通用接口硬件组成的测试系统。它从根本上克服了传统仪器的上述缺点,利用了计算机的资源,实现了仪器的高度智能化。 论文设计分成两部分。第一部分是以单片机为核心的超声波发射接收卡的设计,其作用是驱动超声波探头工作,接收材料中的缺陷超声回波信号,将其转换为计算机可以处理的数字信号,并通过通信总线发送给计算机。另一部分是虚拟仪器软件的设计,该部分包括用户界面设计和材料缺陷信号的处理、判别与显示。 本设计充分利用了计算机的资源,使仪器的硬件电路简单、成本低廉、软件功能强大、界面友好,实现了智能化探伤仪难以实现的缺陷性质判断的图形化,并且利用计算机大存储量的能力,实现了缺陷直接在计算机存储等。 本虚拟探伤仪实现了探头前沿距离、折射角正切K这两个参数的自动标定,这是国内所有超声探伤仪没有实现的。目前国内所有超生探伤仪对这两个参数都是人工标定,使得测量结果因人因时而不同,本设计对这两个参数的自动标定使得人为测量的误差大大减小。


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