基于PC平台的数字化超声无损检测系统的开发
发布时间:2017-03-20 08:11
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【摘要】:超声无损检测是一种应用最广的无损检测方法,在无损检测领域占有极其重要的地位。尽管国内已经出现了基于PC机的数字式超声探伤仪,但不同程度地存在采样频率较低,系统开放程度不足,数据分析与处理能力较弱等缺点,难以满足各种各样的检测要求。为此,开发一种具有高速数据采集能力和数据分析与处理能力、系统开放的数字式超声无损检测系统就显得非常必要。 基于这一目的,本文开发了基于PC机的具有100MHz采样能力的数字超声无损检测系统。采用高频设计技术,将高压激发得到的高频超声信号经过滤波、高频放大、高速AD转换、高速缓存等处理,然后通过PCI总线送入PC机中,解决了超声检测过程中高速大容量数据存储和实时传输的问题。系统软件采用Windows编程技术,程序框架和库函数完全开放,可方便地进行二次开发,以适应千变万化的无损检测和数据处理的要求。 本课题的原型系统已经开发完成,主要性能指标达到了预定的要求。该系统可用于生产现场和科学研究,特别适合于需要进行进一步数据分析与处理的场合。由于采用PC平台和开放体系,大大增强了本系统的应用灵活性,扩大了系统的使用范围。
【关键词】:无损检测 高速A/D 数字化超声
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH878.2
【目录】:
- 摘要2-3
- Abstract3-7
- 第一章 绪论7-14
- 1.1 问题的提出7-8
- 1.2 超声检测的基本原理、方法和检测设备8-10
- 1.2.1 超声检测的基本原理及其方法8-9
- 1.2.2 超声检测设备9-10
- 1.3 超声检测的历史及国内外研究现状10-12
- 1.3.1 超声检测的历史10-11
- 1.3.2 超声检测技术的研究现状11-12
- 1.4 本课题的研究意义、目标、内容和技术难点12-14
- 1.4.1 研究意义12
- 1.4.2 研究目标及内容12-13
- 1.4.3 本课题的难点和关键技术13-14
- 第二章 数字式超声检测系统方案设计14-20
- 2.1 系统概述14
- 2.2 系统的基本功能及主要性能指标14-15
- 2.2.1 系统基本功能14-15
- 2.2.2 系统的主要性能指标预定15
- 2.3 系统总体方案设计15-17
- 2.4 系统硬件设计方案及其工作过程简述17-19
- 2.5 系统软件方案设计19
- 本章小结19-20
- 第三章 数字化超声检测系统硬件设计20-42
- 3.1 PCI总线接口及接口电路的设计21-23
- 3.1.1 PCI总线接口21
- 3.1.2 PCI总线控制器的选用及其特点21-22
- 3.1.3 PCI总线接口电路的设计22-23
- 3.2 石英晶体振荡电路23
- 3.3 振荡电路参数的确定23-24
- 3.4 分频电路的设计24-25
- 3.5 可重触发单稳态触发器25-26
- 3.5.1 单稳态振荡电路的设计25-26
- 3.5.2 定时参数 RT、CT的确定26
- 3.6 高频时钟发生电路的设计26-33
- 3.6.1 超声信号的发射与接收方式27-28
- 3.6.2 换能器的工作原理28
- 3.6.3 超声信号的激发28
- 3.6.4 高压电源28-33
- 3.7 高频信号放大/衰减电路的设计33-36
- 3.7.1 可变增益放大/衰减器的选择及其特点33-34
- 3.7.2 可变增益电路的设计34-36
- 3.8 高速数据缓存36-40
- 3.8.1 缓存器的选用36-37
- 3.8.2 缓存器工作原理及其使用37-40
- 3.9 电源及地的设计40-41
- 本章小结41-42
- 第四章 数字式超声检测系统软件设计42-48
- 4.1 系统软件的总体框架描述42
- 4.2 PCI设备驱动程序设计42-47
- 4.2.1 定义PCI 9030配置寄存器42-47
- 4.2.2 驱动程序代码的生成47
- 本章小结47-48
- 第五章 系统设计过程中的噪声抑制48-52
- 5.1 电源和地线的管理、分配及抗干扰策略48-49
- 5.1.1 电源滤波48
- 5.1.2 电源回路分配48-49
- 5.2 高速信号布局、布线的抗干扰策略49-50
- 5.2.1 信号反射的消除49-50
- 5.2.2 信号串扰的抑制50
- 5.3 敏感元器件的抗干扰策略50-51
- 本章小结51-52
- 第六章 数据采集系统的应用测试与分析52-56
- 6.1 实验152-53
- 6.2 实验253-55
- 本章小结55-56
- 第七章 结论与展望56-57
- 7.1 结论56
- 7.2 展望56-57
- 参考文献57-60
- 攻读硕士期间参与的科研项目及发表的论文60-61
- 致谢61
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李栋;超声回波信号处理与特征提取研究[D];内蒙古大学;2011年
2 冯贵墨;钢轨探伤仪的硬件设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 邓志阳;基于FPGA的超声检测系统的研究[D];北京化工大学;2010年
4 曹芳;数字化钢轨超声波探伤仪的研究与开发[D];东北大学;2008年
5 何允禄;超声测井仪回波信号检测算法研究与实现[D];华中科技大学;2012年
6 李文超;超声波检测钢轨伤损及定位研究[D];中北大学;2013年
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本文编号:257462
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