小型超声无损检测系统设计与软件开发

发布时间：2020-02-01 06:23

【摘要】：超声无损检测是国内外使用最广和发展最快的一种无损检测技术,其快速、准确和高效等优点使得超声无损检测技术已经被广泛应用于机械制造、石油化工和国防工业等领域,成为产品质量和设备安全保证的重要方法。近年来,超声无损检测系统正朝着数字化和自动化方向发展,小型和低功耗超声检测系统也逐渐成为现代检测业务发展的需求。本课题旨在设计一套小型低功耗的超声无损检测系统,主要工作如下:1.提出并完成了一套基于Linux操作系统和Qt/Embedded图形界面库的系统设计方案。Linux为系统提供了一个高效稳定的运行平台和丰富的外围设备驱动接口,Qt/Embedded为系统提供了丰富的类库、控件资源和友好图形用户界面的支持。2.采用分层和模块化的思想设计系统和开发应用软件,系统自底向上分为系统硬件层、嵌入式操作系统层和应用软件层,每个层次又细分为若干个模块。系统的应用软件分为探伤功能、人机交互和图形绘制三个模块,利用面向对象的方法来设计每个模块,通过C++语言来实现每个模块类的封装,提高了模块的独立性和代码的可移植性。3.基于Qt/Embedded工具库实现了系统图形用户界面的设计,解决了大显示屏分辨率变换和仪器体积的问题。系统共分为:开机初始化界面、正常探伤界面、通道校正界面和参数设置界面,同时还支持中英文的显示。4.在低功耗设计方面,采用变压器耦合电路隔离超声波收发电路和可控增益放大器,降低放大器输入电压;利用分时工作的思想控制系统A/D采样的工作时间,减少AD采样功耗;利用S3C2410处理器的工作模式的转换实现系统的睡眠与唤醒功能,减少系统正常工作时间设备的体积为210?153?30(mm),整体重量不超过0.6kg,满足设备超薄大显示屏的设计要求。经过测试,系统的灵敏度余量为66d B,分辨率为30.8dB,动态范围为30dB,垂直线性误差和水平线性误差分别为1.1%和0.8%,满足系统的性能指标。系统的常规探伤功能和特殊功能均能正常工作,且设备能持续工作20小时左右,满足系统的功能需求和低功耗的要求。测试结果表明,本次设计的系统软件运行正常,既满足系统的性能设计指标和技术指标,又实现了小体积大显示屏和低功耗的设计需求,设计方案切实可行。
【图文】：

框图,系统总体设计,框图,处理模块

ARM 的处理结构，总体设计框图如图 2.1 所示块、AD 采样、FPGA 处理模块、ARM 处理模块作系统、文件系统和设备驱动接口组成，其中屏蔽硬件设备的具体实现过程。应用软件层由探成，通过调用系统接口访问和控制硬件，利用现超声无损检测的具体功能应用，同时为用户提

框图,总体设计,系统硬件,框图

小型超声无损检测系统设计与软件开发转换为低速的数据流传送给 ARM，同时还需负责系统中一些逻辑控制；ARM 处理模块负责对FPGA 传送过来的低速数据流进行处理，，并对各种硬件设备进行控制和管理，实现超声无损检测的功能和人机交互界面的实现等工作。系统的硬件总体设计框图如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB559

【参考文献】