文档介绍：曾日光:基于 ARM 的低频涡流测厚系统·1·
基于 ARM 的低频涡流测厚系统

(工程技术学院机械电子工程系自动化专业曾日光)
(学号:2001112005)

内容摘要:涡流检测是无损检测技术的一个应用分支。应用低频涡流检测技术,快速地对石
油储罐罐底钢板的缺陷进行在役检测。
本文对检测方法和原理进行了分析研究,并详细地对基于 ARM7 的嵌入式系统的硬件设计
作了介绍。由于采集数据量大,一个高效、高速的模数转换电路是首要的考虑。其次,数据通信
也是一个重要的部分,系统中设计采用 USB 接口,保证经过处理后的数据能方便上传到 PC 机。
频率及幅值可调的正弦波发生器,以及确定位置用的步进旋转编码器,也是系统不可缺少的一部
分。
关键词:ARM7 TDMI 内核, DMA 传输,双路采集
教师点评:本文详述了一种多通道低频涡流腐蚀检测系统的硬件设计。在分析系统功能和实
时性需求的基础上分模块讨论了硬件实现方案,介绍了以嵌入式微处理器为核心的硬件系统的设
计方案和实验结果。该文对于便携式腐蚀检测仪器的开发具有重要的意义。(点评教师:费跃农,
副教授)

一、引言
在石化行业中,广泛使用着各种形式的储存设备,其中有不少设备在高温、高压和强腐蚀介
质中运行,由于腐蚀、冲刷、疲劳应力等作用,会使设备产生各种腐蚀缺陷、损伤和壁厚减薄,
这将严重威胁设备的安全运行。在役的无损检测技术显得尤为重要。

二、涡流检测的原理
在激励线圈中加入交变的电流,通过检测在被测物中感生的涡流强度与相位差来分析被测物
内部缺陷。如下图所示:

图涡流检测的原理图
在低频涡流检测中,可将激励线圈与感应线圈分离,通过增加感应线圈的匝数,以提高低
频检测的灵敏度。而且可以多个感应线圈并列成一条直线,以提供效率。本检测系统采用激励线
圈与感应线圈分离的方法,32 个线圈并列使用。
论文的以下章节,将会详细讨论如何在一块 ARM7 评估板的平台上,搭建一个用于检测钢
板厚度--基于 ARM 的智能检测系统。文章的内容,重点放在 AD 和 DA 两个重要功能模块上。

三、MUC 选型
A)C51+DSP
DSP 是 Digital Signal Processor 的简称,它是由单片机发展起来的,主要应用在需要进行复
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杂数学运算的电子设备系统中。与普通单片机最大的区别在于,DSP 可以在一个指令周期内,
完成一次乘法和加法运算。因此,它通常应用在数字滤波以及多媒体的处理领域。
B)ARM
ARM 系列处理器是英国先进 RISC 机器公司(Advanced RISC Machines)研发的。与其他单
片机最大的区别在于:
(1) 属于精简指令集,指令类型少、编译效率高、运行效率高
(2) JTAG 调试接口
(3) 集成了大量的硬件资源
本系统中,数据的处理过程并没有大量的乘加法运算。反而系统对控制的要求比较高,比
如:LCD 模块、触摸屏模块、扩展存储器模块、LED 模块的控制和 USB 通讯等等。所以我们选
择 ARM7 芯片 S3C44B0X 作为本系