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全数字超声波探伤仪的设计与实现.pdf

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全数字超声波探伤仪的设计与实现.pdf

文档介绍

文档介绍:南京邮电大学
硕士学位论文
全数字超声波探伤仪的设计与实现
姓名:孙建东
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:周西峰
20100401
摘要超声无损检测技术对于改进产品质量,保证生产过程的安全性以及提高劳动生产率等方面都起着关键作用。为了提高超声检测的可靠性和实用性,开发研制数字化、智能化、自动化、图像化的超声无损检测系统是当今无损检测技术的发展趋势。数字信号处理器魑J中藕糯淼摹坝布迪帧保哂兴俣壬系挠攀疲殖】杀喑搪呒骷作为逻辑控制的“硬件实现”,具有控制上的优势。采用隖氖钟布低痴好把两者的优点结合到一起,兼顾了速度和灵活性,正好适用数字超声自动检测。本文选用脉冲反射法作为超声无损检测方法,选用美国德州仪器公司的列浮点酒琓作为整个设计的运算核心,公司的系列芯片作为整个设计的控制核心,在对超声波传播特性进行研究的基础上,研制了基于隖乃ê诵透咝阅艹ㄎ匏鸺觳庀低场U攵源呈质匠统以单片机为核心,制约了仪器的性能指标和功能扩展,存在存储体积太小、实时性低、精度不高、或缺乏对复杂信号处理算法的支持等问题,提出并设计实现了一种基于双核型高性能便携式超声探伤仪的系统结构。利用母咚俅砟芰σ约胺岣坏外围设备,不但可以提高系统的实时性和探伤精度,还解决了存储空间小的问题。利用的超强控制能力,即可以提高系统的控制稳定性,也为系统的升级预留足够的资源。最后从软、硬件两方面提出了系统抗干扰措施。本系统以实用、稳定、可靠为最终目标,构建了隖乃ê诵偷某远损检测系统,为研制更加完善的超声无损检测系统打下了坚实的基础。关键词:籉怀ǎ晃匏鹛缴耍南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
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第一章绪论超声无损检测技术发展的历史回顾超声波检测是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响,‘非破坏性的探测材料内部和表面的缺陷缌盐啤⑵荨⒓性的大小、形状和分布状况以及测定材料性质,具有灵敏度高、穿透力强、检验速度快、成本低、设备简单轻便和对人体无害等一系列优点。因此,超声波探伤已成为对在用工件、材料进行无损检测的主要的手段之一,产品质量、确保设备安全运行的重要手段。无损检测的重要性在全世界已得到公认,被认为是现代工业的重要支柱。年美国前总统里根在给美国无损检测学会成立周年大会的贺信中就说过“你们能够给飞机和空间飞行器,发电厂,船舶,汽车和建筑物等带来更大程度的可靠性。没有无损检测,我们就不可能享有目前在这些领域和其他领域的领先地位”。无损检测正在以迅猛之势向纵深发展,客观的需要是一种专业可以发展的最大动力。超声波是指频率为陨系摹⒊硕醴段У纳ā>」苋嗣嵌猿У难于二十世纪二十年代后期。年,甕紫忍岢隽擞贸ù┩阜ɡ囱罢医鹗糁隐藏的不连续性的方法并在石英压电方面进行了大量的研究工作,发明了基于压电效应的成像管:年,甅⒚髁顺匏鸺觳饬煊虻牡谝桓鲎ɡ岢隽嘶诔声连续波的不连续性检测方法。随后,在第二次世界大战中,由于雷达技术和脉冲技术的发展以及战争的需要,大大促进了超声检测技术的发展。年,岢隽瞬用超声脉冲反射法的探伤装置和测量仪器的专利申请,消除了超声连续波检测存在的大部分固有的困难,大大提高了超声检测的灵敏度,同时在焊缝的横波检测、换能器的阻尼方法以及表面波超声检测方面的研究取得了显著进展。.的超声脉冲检测法的提出标志着超声波用于探伤检测的开始。年,⑸涫匠ㄌ缴艘恰S氪送时,超声工业探伤技术被应用于人体的探查,从而研制出统锒弦牵1倭顺测的另一个分支——超声医学诊断。十世纪五十年代,吐龀宸⑸涫匠ㄌ缴艘已广泛应用于先进工业国家的钢铁、机械制造和造船工业领域。年,司研制成功小型超声探伤仪,其主要性能指标取得了突破性进展,标志着跨入了近代超声被广泛应用于机械制造、交通运输、冶金、电力、石油、化工和国防等各领域,成为保证究始于十九世纪,但利用超声波作为一种无损检测方法来探测物体内部的缺陷和结构出现南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论
.⑸浼际检测技术阶段。此后,超声成像技术的出现,使超声检测技术从不连续性定性检测跨越到超声无损检测技术是融超声学、电子学、计算机技术以及分子材料学等多种学科为一体的高新技术学科,超声检测技术的发展与这些相关学科的发展息息相关。在早期超声检测仪器对超声信号处理的要求超过了电子学的能力,因而使超声检测的优越性能受到了很大的限制,直至二十世纪六十年代,晶体管的出现才使得模拟式超声探伤仪器有了较大的发展。自二十世纪八十年代以后,超声无损检测技术进入了一个迅猛发展的新时代。一方面,由于各种新型材料,特别