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一种新型便携式超声波探伤系统的研制

发布时间:2016-12-13 09:26

  本文关键词:一种新型便携式超声波探伤系统的研制,由笔耕文化传播整理发布。


《南京航空航天大学》 2007年

一种新型便携式超声波探伤系统的研制

周荣  

【摘要】: 超声波探伤作为一种重要的无损检测技术已经在国防工业、机械制造等领域获得了广泛应用。现有的便携式超声波探伤系统通常采用单片机或DSP实现方案,软件设计非常复杂,实现难度大,代码移植和重用比较困难,因此不便于系统的升级和维护。近年来,嵌入式技术在许多领域的应用日益广泛,在超声波无损检测领域有着广阔的应用前景。 本文提出了一种基于嵌入式技术的新型便携式超声波探伤系统方案。该方案以便携式超声波探伤的设计需求为依据,采用“ARM+FPGA”硬件架构和嵌入式Linux操作系统相结合的设计思想,设计了一个满足性能要求的新型便携式超声波探伤系统。为了解决超声波探伤中的高速数据处理问题,方案采用了Samsung公司的嵌入式处理器S3C2410X和Xilinx公司的FPGA XC3S250E作为系统的硬件平台,成功地将嵌入式Linux操作系统移植到该平台上,并开发出相应的设备驱动程序。同时本方案还引入高性能嵌入式GUI系统开发工具包-Qt/Embedded,并在此基础上开发出了便携式超声波探伤系统的图形用户界面。 通过实际测试结果证明,本方案成功实现了便携式超声波探伤系统中的高速数据采集、非均匀压缩和实时处理等关键功能,为今后便携式超声波探伤系统的研制提供了一种切实可行的高性能解决方案,并对其它嵌入式应用系统而言有很高的参考应用价值。

【关键词】:
【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】:2007
【分类号】:TH878.2
【目录】:

  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-12
  • 第一章 绪论12-19
  • 1.1 超声波探伤技术简介12-13
  • 1.1.1 超声波的基本概念12
  • 1.1.2 超声波探伤的基本原理12-13
  • 1.2 便携式超声波探伤系统13-15
  • 1.2.1 便携式超声波探伤系统的主要性能指标13-14
  • 1.2.2 便携式超声波探伤系统的现状和发展14-15
  • 1.3 嵌入式系统技术15-16
  • 1.3.1 嵌入式系统的特点15
  • 1.3.2 嵌入式系统的基本设计流程15-16
  • 1.3.3 嵌入式系统的发展16
  • 1.4 本课题研究的意义和内容16-19
  • 1.4.1 本课题研究的意义16-18
  • 1.4.2 本课题研究的内容和安排18-19
  • 第二章 便携式超声波探伤系统的总体方案设计19-27
  • 2.1 系统的基本工作原理19
  • 2.2 系统的性能指标和功能需求19-20
  • 2.3 系统的总体设计思想和设计框架20-22
  • 2.3.1 系统的总体设计思想20-21
  • 2.3.2 系统的总体设计框架21-22
  • 2.4 系统关键部分的解决方案22-26
  • 2.4.1 高速数据采集解决方案22-23
  • 2.4.2 数据后续处理和系统控制的解决方案23-25
  • 2.4.3 嵌入式GUI 系统解决方案25-26
  • 2.5 本章小结26-27
  • 第三章 便携式超声波探伤系统的硬件设计27-34
  • 3.1 硬件结构总体设计27
  • 3.2 电源供电部分的设计27-28
  • 3.3 模拟电路部分的设计28-29
  • 3.4 FPGA 系统的设计29-30
  • 3.5 ARM 系统的设计30-33
  • 3.6 本章小结33-34
  • 第四章 便携式超声波探伤系统的软件设计34-44
  • 4.1 系统软件层总体设计34-40
  • 4.1.1 系统软件层总体设计框架34-35
  • 4.1.2 嵌入式LINUX操作系统简介35-36
  • 4.1.3 嵌入式LINUX设备驱动程序开发36-39
  • 4.1.4 嵌入式文件系统简介39-40
  • 4.2 应用软件层总体设计40-43
  • 4.2.1 应用软件层总体设计框架40-41
  • 4.2.2 QT/EMBEDDED简介41-43
  • 4.3 本章小结43-44
  • 第五章 便携式超声波探伤系统的软件实现44-55
  • 5.1 交叉编译环境的建立44
  • 5.2 LINUX 操作系统和文件系统的移植44-47
  • 5.2.1 嵌入式LINUX操作系统的移植45-46
  • 5.2.2 文件系统的实现46-47
  • 5.3 与探伤相关的功能软件系统的实现47-53
  • 5.3.1 实时处理模块的实现47-51
  • 5.3.2 非实时处理模块的实现51-53
  • 5.4 与探伤相关的辅助软件系统的实现53-54
  • 5.4.1 中文国际化模块的实现53-54
  • 5.4.2 字体显示模块的实现54
  • 5.5 本章小结54-55
  • 第六章 便携式超声波探伤系统的测试与总结55-60
  • 6.1 系统的实际开发环境55-56
  • 6.2 系统的硬件板图56
  • 6.3 系统运行情况的测试56-58
  • 6.3.1 系统启动和中文字体显示情况56-57
  • 6.3.2 系统中参数预置模块的工作界面57-58
  • 6.3.3 系统在探伤时的实际工作情况58
  • 6.4 便携式超声波探伤系统的总结58-60
  • 第七章 结束语60-61
  • 致谢61-62
  • 攻读硕士学位期间的论文发表和科研工作62-63
  • 参考文献63-65
  • 附录一 配置和编译LINUX 内核过程的截屏65-67
  • 附录二 LINUX 内核中帧缓冲设备的驱动层接口67-68
  • 附录三 部分驱动程序的源代码68-73
  • 附录四 本系统的根文件系统制作流程73-76
  • 附录五 应用软件层的自定义画图函数76
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    本文编号:211402

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