文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
多通道超声波探伤系统软件设计与实现
姓名:韩中波
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:徐大专
20081201
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
超声波探伤技术在无损检测领域占有重要地位,目前广泛应用于机械制造、石油化工和国
防工业等领域,已经成为保证产品质量、确保设备安全的重要方法。近年来,超声波探伤系统
向着智能化方向发展,系统功能更加完善,系统软件的设计和实现变得越来越复杂。超声波探
伤系统的发展亟需一套可重用度高、可移植性强和功能可扩展的软件设计方案。
本课题旨在设计和实现一套多通道超声波探伤系统软件,主要工作如下:
1. 提出并实现基于 Linux 操作系统和 Qt/Embedded 图形用户界面库的软件设计方案。Linux
为应用软件提供简洁、高效的运行平台,提供丰富的外围设备驱动,如液晶显示驱动、串口驱
动、通用串行总线驱动和以太网接口驱动等。Qt/Embedded 提供丰富的类库和控件资源,为高
效开发图形界面提供支持。
2. 提出并实现基于中断和 Linux 异步通知机制的数据采集驱动程序。设备驱动每 20ms 完
成一帧探伤波形数据的实时采集,并将数据从内核空间传输到用户空间,完成探伤波形数据的
实时采集。设计和实现系统参数配置驱动程序,完成探伤配置参数的传输和设备控制。针对一
款 640×480 的液晶显示屏,基于帧缓冲机制实现 LCD 设备驱动。
3. 基于 Qt/Embedded 用户事件机制,设计和实现应用层探伤波形数据传输和实时处理。采
用直接访问帧缓冲的部分刷新方法,实现波形实时显示并避免闪烁,满足了系统实时性要求,
解决了 620×400 大屏幕波形显示的问题。
4. 采用分层和模块化方法设计超声波探伤模块,使用面向对象方法设计该模块类结构并利
用标准 C++语言实现探伤核心类、探伤通道校正类等,提高了模块代码可重用度、可移植性和
功能可扩展性。
5. 设计系统软件的图形用户界面,分为开机界面、正常探伤界面、参数设置界面和通道预
置界面实现并支持中文显示。
系统的通道预置、B 扫描、焊缝显示和曲面修正等功能测试结果满足功能设计要求。系统
的灵敏度余量为 ,垂直线性误差为 1%,水平线性误差为 %,满足系统性能设计指标。
测试结果表明,系统软件运行正常,设计方案切实可行。

关键词:超声波探伤,嵌入式系统,Linux,Qt/Embedded,ARM,FPGA

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多通道超声波探伤系统软件设计与实现
Abstract
Ultrasonic testing occupies an important position in the field of non-destructive testing and has
been widely used in the machine manufacture, petrochemical, defense industry and so on. It has
e an important way to guarantee the quality of product and ensure the safety of equipment. In
recent years, Ultrasonic Testing Systems (UTS) es more intelligent and greatly improves its
functions. Therefore the design and implementation of UTS software es more and more
complex. A set of reusable, portable and scalable software solutions are in urgent need for the
development of UTS.
This paper aims at designing and implementing a set of multi-channel ultrasonic testing systems
software. The main work of this paper includes:
1. Present and implement a software solution of Linux operating system and Qt/Embedded
Graphical User Interface (GU