超聲相控陣檢測系統(tǒng)接收裝置的設計.pdf

1、超聲相控陣檢測技術是近年來無損檢測領域研究的熱點之一，可實現(xiàn)在不移動或少移動換能器的情況下對機械結構及材料的損傷進行高速、全方位多角度的快速掃查，是解決結構損傷檢測可達性差和空間限制問題的有效手段。國內研究大多局限于聲場理論的探討和對國外產品的仿制，缺少新的檢測技術、檢測方法以及檢測系統(tǒng)設計方面的研究。在超聲相控陣接收裝置方面幾乎都未考慮等強度控制。同時，國內現(xiàn)有的接收裝置都是采用上位機進行算法運算，下位機執(zhí)行相應控制指令，上下位機通過

2、總線進行通信的設計方式。這種方式的缺點是成本高、系統(tǒng)龐大、集成度低，便攜性和實時性較差。
　　 本文對超聲相控陣檢測系統(tǒng)接收裝置進行了以下研究：第一，介紹了超聲相控陣檢測原理及其關鍵技術，以及超聲波傳播過程中的衰減規(guī)律；第二，重點對超聲相控陣延時接收算法與等強度接收算法進行了詳細分析，建立相應的數(shù)學模型，將DSP Builder軟件應用到算法的實現(xiàn)當中，編寫了延時接收算法和等強度接收算法的VHDL語言程序，并通過實驗數(shù)據(jù)驗證了程

3、序的正確性；第三，設計了8通道超聲相控陣檢測系統(tǒng)接收裝置的各部分硬件電路，制作了接收裝置數(shù)據(jù)采集卡；第四，以QuartusⅡ軟件為開發(fā)平臺，選擇A1tera公司CycloneⅡ系列FPGA芯片作為裝置的主控芯片，采用模塊化設計方式運用VHDL語言設計和編寫了接收裝置各部分控制程序，并進行了時序與功能仿真，將延時接收算法程序和等強度接收算法程序與系統(tǒng)各部分控制程序下載至一塊FPGA芯片中，實現(xiàn)算法與控制的單片集成，脫離了上位機，大大地縮小