基于DSP和CPLD超聲探傷儀的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著國家綜合實力的增強，工業(yè)、微電子及軟件業(yè)迅速發(fā)展的同時，產(chǎn)品的安全性問題也越來越受到人們的關(guān)注。為了在不破壞產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上檢驗出產(chǎn)品的質(zhì)量，無損檢測技術(shù)得到快速發(fā)展。超聲探傷儀是無損檢測技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，主要用來對被檢工件進行質(zhì)量的檢測。
　　本文以在開關(guān)設(shè)備中廣泛使用的開關(guān)觸頭作為被檢工件。由于這種觸頭的好壞直接影響開關(guān)電器的品質(zhì)，通常在出廠前需要對其進行缺陷檢測。本文所研究的內(nèi)容是超聲探傷儀中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟、硬件電

2、路設(shè)計。該系統(tǒng)主要通過對工件發(fā)射超聲波，然后采集由工件反射回來的超聲回波信號并發(fā)送給上位機。如果工件中有缺陷（焊縫、氣孔、未焊透等），則接收到的回波信號中含有缺陷回波信號，然后將回波信號進行進一步處理以獲取缺陷的詳細信息。因此，能夠采集到完整又不失真的缺陷回波信號是超聲探傷儀設(shè)計的關(guān)鍵。所以本課題研究并結(jié)合超聲無損檢測中的脈沖反射的檢測原理，并在以開關(guān)觸頭作為被檢工件的基礎(chǔ)上設(shè)計了超聲探傷儀中基于DSP與CPLD的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路

3、和相關(guān)軟件，具體包括針對傳統(tǒng)超聲波發(fā)射電路中激勵電壓不變、觸發(fā)脈沖頻率固定的缺點，設(shè)計了激勵電壓可調(diào)、觸發(fā)脈沖頻率可控的超聲波發(fā)射電路;針對超聲回波信號電壓過小需高倍放大的問題設(shè)計了程控增益放大電路;針對超聲回波信號中夾雜大量噪聲的問題，設(shè)計了全差分抗干擾電路;針對采集的超聲信號頻率較高，設(shè)計了以AD9288為核心的高速數(shù)據(jù)采集電路，以及USB2.0數(shù)據(jù)傳輸電路等硬件電路模塊，并編寫了相關(guān)的軟件，最后介紹了高速PCB設(shè)計中的基本原則，并

4、對本系統(tǒng)PCB的疊層設(shè)計、布局、布線進行了說明和元器件的焊接。項目最后進行了系統(tǒng)的軟硬件的調(diào)試，并能夠完整的采集到不失真的缺陷回波信號，發(fā)送到上位機，并用MATLAB對采集到回波數(shù)據(jù)進行了顯示，從而驗證了系統(tǒng)方案的可行性。
　　本文針對超聲信號設(shè)計的基于DSP(TMS320F2812)和CPLD(EPM3064A)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中DSP是系統(tǒng)主控制核心，CPLD負責整個系統(tǒng)的邏輯控制。該系統(tǒng)可為工業(yè)超聲探傷系統(tǒng)提供了良好的硬