智能化超聲波無(wú)損探傷儀系統(tǒng)

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是融合了超聲學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及分子材料學(xué)等多學(xué)科而構(gòu)成的一門高新技術(shù)學(xué)科。其檢測(cè)原理是根據(jù)缺陷材料所顯示的聲學(xué)性質(zhì)對(duì)超聲波傳播的影響來(lái)檢測(cè)材料的缺陷。超聲波的回波信號(hào)是中心頻率達(dá)20MHz的高頻信號(hào)，通常采用的超聲波回波信號(hào)頻率為2.5-10MHz，要使這樣的高頻信號(hào)數(shù)字化，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提出了很高的要求。根據(jù)理論及實(shí)際應(yīng)用的要求，采樣信號(hào)的頻率應(yīng)為輸入信號(hào)頻率 的7-10倍，這樣對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、微處理器運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)速度提出了極高的要求。因此，飛泰根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了一款中心頻率為5MHz，采樣頻率可達(dá)50MHz，兩種檢測(cè)模式自動(dòng)切換的智能化超聲波無(wú)損探傷儀。 

超聲波無(wú)損探傷系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

超聲波無(wú)損探傷儀系統(tǒng)框圖智能化超聲波無(wú)損探傷儀包括發(fā)射電路、探頭切換電路、 信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路及通信 電路。結(jié)合系統(tǒng)框圖及要實(shí)現(xiàn)的具體功能微處理器選用低功耗的MSP430單片機(jī)。MSP430單片機(jī)集成有高精度的A/D和 D/A模塊，可直接應(yīng)用，這樣既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)又提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的工作過(guò)程為：由MSP430產(chǎn)生一定頻率的脈沖觸發(fā)信號(hào)，發(fā)射電路受觸發(fā)產(chǎn)生高頻脈沖，施加至超聲波換能器 (探頭）產(chǎn)生超聲波，超聲波在待測(cè)工件中傳播遇缺陷后產(chǎn)生反 射或透射，由此產(chǎn)生回波，接收電路收到回波后，通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路的處理后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)FIFO緩存后由MSP430處 理，最終給出檢測(cè)結(jié)果。

超聲波換能器需要用直流高壓來(lái)激勵(lì)。超聲波探傷儀所用的直流高壓多數(shù)在400V-600V左右，選取400V，因此需配備一輸出電壓大于400V的高壓直流電源。根據(jù)超聲波換能器的激勵(lì)原理，所用的電脈沖寬度越窄、幅值越高，就越能有效地激勵(lì)換能器。因此，系統(tǒng)采用了一種寬帶窄脈沖。在寬帶窄脈沖產(chǎn)生電路中，脈沖的幅值由選用的高壓直流電源的高壓幅值決定，而脈沖的寬度主要由同步脈沖產(chǎn)生電路與開(kāi)關(guān)電路決定。寬帶窄脈沖發(fā)生電路，即發(fā)射電路由同步脈沖發(fā)生電路、窄脈沖產(chǎn)生電路和高壓直流電路組成。