文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
海底管道超声检测数据采集模块的设计与实现
姓名:周佳琪
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:阙沛文
20070101
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
海底管道超声检测数据采集模块的设计与实现
摘要
本课题来源于海洋资源开发技术主题下资源与环境技术领域中的一
项国家海洋 863 重大专题项目,“海底管道内爬行器及其检测技术”,开
发研制一套用于海底输油管道内壁的缺陷检测装置。本论文研究的主要
内容是基于 ARM 和 FPGA 平台的海底管道超声在线数采系统的设计和实
现。数采系统的功能是在超声在线检测过程中,完成对缺陷超声回波信
号的采集和存储。
本论文在简要介绍超声检测原理的基础上,根据项目工程样机的性能
指标,对本项目的技术参数进行了分析和计算,确定了超声探头的中心
频率为 5MHz,A/D 的采样频率为 40MHz,采样数据的存储容量约为
73GB,并且进行四路超声信号的同时采集。考虑到超声信号具有高频、
高速和数据处理量大的特点,对于工程样机超声在线检测装置中的数采
系统,基于 ARM 和 FPGA 平台进行了设计和调试,实现了同时对四路缺
陷超声回波信号的滤波、数据采集和存储。
整块数据采集卡包括四路中心频率为 5MHz、带宽为 3MHz 的带宽滤
波器,FPGA 逻辑控制和数据预处理模块,以及对超声采样信号进一步消
噪、压缩、存储的 ARM 模块。
本文最后通过软件和硬件相结合进行调试,结果表明数采系统可以实
现超声信号的数据采集和存储,达到了设计的要求。

关键词: 无损检测,超声,数据采集,ARM,FPGA,IDE 接口
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上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
DESIGN AND REALIZATION OF ULTRASONIC DATA
ACQUISITION MODULE FOR SEABED PIPELINES DETECTION
ABSTRACT
This research is one of the most important parts of the national 863 key
project –“Robot and Detection technology in seabed oil pipeline”. The main
task of this research is to develop a module based on ARM and FPGA to
fulfill the data acquisition and storage for the pipeline flaw signals during the
ultrasonic online detection.
This thesis firstly introduces the ultrasonic detection principles briefly,and
then analyzes and calculates the technical parameters of this project according
to engineering machine’s performance. Thus,it determines the 5MHz central
frequency of the ultrasonic probes, the 40MHz sampling frequency of the A/D,
the 73GB total storage data and four simultaneous sampling view
of the high frequency,high speed and large volume data of ultrasonic
signals,the thesis has developed a data acquisition module for the online
ultrasonic detection device based on ARM and FPGA.
The whole data aqusition module contains four bandwidth filters, whose
bandwidth frequency is 3MHz and central frequency is 5MHz,and a logical
control and data