数字化超声波探伤仪关键技术的研究

论文摘要

超声检测技术是无损检测领域中的一种非常重要的方法,己被广泛地应用于在线质量控制、在役设备和关键零部件的安全监测之中。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。本文在JST-9型模拟式超声波探伤仪的基础上研究数字化超声波探伤仪的关键技术。即超声波的发射技术、超声波的接收技术、前置模拟信号的处理技术、高速A/D采样技术和数字信号处理技术。实现了超声波的信号发射、接收、放大、噪声处理、数据采集。要完成回波图形显示、缺陷判定、以及检测结果存储、回放和输出,解决了传统模拟式超声波探伤仪无记录等问题,减少了人为因素的影响。利用数字信号处理技术,提高了信噪比,提高了检测的可靠性,为成像检测奠定了良好的基础。在数字化超声波探伤仪关键技术的研究中,采用了模块化的设计方案,提高了系统的易维护性;选用了低噪声、低漂移、高精度、高可靠性的集成电路芯片,提高了系统的可靠性;采用大屏幕的液晶显示器、触摸式功能键盘、中文菜单化的操作界面等,实现了良好的人机界面。数字化超声波探伤仪关键技术的突破,为实现数字化超声波探伤仪的生产以及性能的优化与提高打下了良好的基础,

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 超声波检测技术的发展
• 1.2.1 超声波无损检测技术发展的历史
• 1.2.2 超声波检测仪器的现状和发展趋势
• 1.3 本课题研究的主要内容和意义
• 1.3.1 本课题研究的主要内容
• 1.3.2 本课题研究的意义
• 第2章 超声波及超声波探伤的基本概念和理论
• 2.1 机械振动与超声波
• 2.1.1 超声场的基本物理量和超声波波型
• 2.1.1.1 超声场的基本物理量
• 2.1.1.2 金属探伤中的超声波波型
• 2.1.2 固体中超声波传播的波动方程
• 2.1.2.1 波动方程的建立
• 2.1.2.2 波动方程的意义
• 第3章 数字化超声波探伤仪的总体设计
• 3.1 模拟式探伤仪的脉冲反射式超声波检测技术的基本原理
• 3.2 基于 JST-9 型模拟式超声波探伤仪的性能实验
• 3.2.1 超声波探伤仪的时基线性性能测试
• 3.2.2 超声波探伤仪的垂直线性性能测试
• 3.2.3 斜探头的入射点与折射角的测试
• 3.2.4 横波扫描速度的调整与零点的校正
• 3.2.5 45°、61°反射回波测试
• 3.2.6 斜探头扫描速度的调整
• 3.3 数字化超声波探伤仪的设计路线和方案
• 第4章 数字化超声波探伤仪关键技术的研究
• 4.1 超声波发射技术的研究
• 4.1.1 可控硅发射电路的工作原理
• 4.1.2 可控硅发射电路的实现
• 4.1.2.1 发射电路
• 4.1.2.2 触发信号的产生
• 4.1.2.3 注意的问题
• 4.2 超声波接收技术的研究
• 4.3 前置模拟信号处理技术的研究
• 4.3.1 放大技术的研究
• 4.3.1.1 阻尼限幅电路的研究
• 4.3.1.2 放大电路的研究
• 4.3.1.3 运算放大器的选择
• 4.3.2 滤波技术的研究
• 4.3.3 检波技术的研究
• 4.3.4 对数放大技术的研究
• 4.3.4.1 对数放大器的基本原理
• 4.3.4.2 对数放大器的选用
• 4.4 高速A/D 采样技术
• 4.4.1 高速采样系统的原理
• 4.4.2 采样频率的选择
• 4.4.3 以AD9057 为核心的高速采集系统的实现电路
• 4.4.4 高速采样系统主要器件介绍
• 4.4.4.1 高速A/D 芯片AD9057
• 4.4.4.2 高速数据存储器 HM62832
• 4.4.4.3 地址计数器74F163
• 4.5 数字信号处理技术
• 4.5.1 数据存储到固定RAM 的数据处理
• 4.5.2 液晶显示系统
• 4.5.3 功能键盘（人机对话）系统
• 4.5.4 打印接口
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 A/D 转换的误差分析
• 5.2 地线设计
• 5.3 流程框图
• 5.4 程序清单
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 详细摘要