超聲相控陣檢測系統(tǒng)接收裝置的設(shè)計.pdf

1、超聲相控陣檢測技術(shù)是近年來無損檢測領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，可實現(xiàn)在不移動或少移動換能器的情況下對機(jī)械結(jié)構(gòu)及材料的損傷進(jìn)行高速、全方位多角度的快速掃查，是解決結(jié)構(gòu)損傷檢測可達(dá)性差和空間限制問題的有效手段。國內(nèi)研究大多局限于聲場理論的探討和對國外產(chǎn)品的仿制，缺少新的檢測技術(shù)、檢測方法以及檢測系統(tǒng)設(shè)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(qiáng)度控制。同時，國內(nèi)現(xiàn)有的接收裝置都是采用上位機(jī)進(jìn)行算法運(yùn)算，下位機(jī)執(zhí)行相應(yīng)控制指令，上下位機(jī)通過

2、總線進(jìn)行通信的設(shè)計方式。這種方式的缺點(diǎn)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(jìn)行了以下研究：第一，介紹了超聲相控陣檢測原理及其關(guān)鍵技術(shù)，以及超聲波傳播過程中的衰減規(guī)律；第二，重點(diǎn)對超聲相控陣延時接收算法與等強(qiáng)度接收算法進(jìn)行了詳細(xì)分析，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將DSP Builder軟件應(yīng)用到算法的實現(xiàn)當(dāng)中，編寫了延時接收算法和等強(qiáng)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(shè)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(shè)計方式運(yùn)用VHDL語言設(shè)計和編寫了接收裝置各部分控制程序，并進(jìn)行了時序與功能仿真，將延時接收算法程序和等強(qiáng)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(jī)，大大地縮小