论文摘要
超声检测技术是无损检测领域中的一种重要方法,广泛应用于在线质量控制、在线设备和关键零部件的安全监测中。超声检测的数字化已经成为超声检测仪器发展的必然趋势。本文基于ARM控制器,研究了超声波探伤检测系统关键技术,并开发了针对钢结构物质的超声波无损检测系统。本文的主要研究工作和研究成果如下：在研究超声波检测系统参数的基础上,设计开发了超声波探伤仪前置模拟电路,主要包括保护电路、程控放大电路、带通滤波电路、检波电路。制作了超声波探伤仪前置模拟电路的PCB电路板,完成了硬件电路的设计和测试。前置模拟电路板能够检测的信号在500Hz～10MHz范围内,最小可以采集0.01mv信号,程控精度可以达到O.1db。在研究超声波检测系统高速采集参数的基础上,设计了高速采集电路。利用ARM控制器和FPGA强大的实时逻辑处理功能和高速处理能力,开发了高速信号采集电路。在采集检波信号的基础上,研究了全波信号采集,最高采集速度达到了40MHz。为探头及便携式电源设计了包括发射电路在内的高压驱动电路,使超声波探伤仪的功能更加完善。设计开发了超声波探伤系统测试软件,包括检测过程的模拟信号发射、接收、放大、噪声处理、数据采集、回波图形显示以及检测结果存储、回放和输出。通过该软件在上位机上实现了10MHz、20MHz的检波超声波探伤显示及40MHz的超声波全波探伤显示；在超声波全波检测硬件系统的基础上,研究了全波数字信号处理算法。设计了Butterworth滤波器,可以检测10MHz以下范围的全波超声波信号,有效的提高了信号的信噪比。通过实验测试,证明了文中提出方案的有效性与合理性。