相控陣超聲檢測技術(shù)的研究及其硬件系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、在新能源不斷發(fā)展的潮流下，我國也加快了天然氣等新型能源的發(fā)展，因此對于能源運輸管道的安全檢測成為了一個研究熱點。相控陣超聲檢測技術(shù)作為無損檢測新技術(shù)的一種，以其獨特的優(yōu)勢近年來在工業(yè)檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過激發(fā)超聲換能器產(chǎn)生超聲波，并且靈活的改變相控陣探頭各陣元的延遲規(guī)則，可以使超聲波束在不同的深度以及方向進行聚焦，從而可以對被測對象實現(xiàn)區(qū)域性的掃查探傷。相控陣技術(shù)除了具有通用的其他無損檢測方法所具有的優(yōu)點以外，它還具有可檢測對象范

2、圍廣、可對缺陷成像、檢測精確、靈敏度高等一系列優(yōu)點。由于我國相控陣檢測技術(shù)的研究起步較晚，進口的相控陣檢測設(shè)備昂貴，因此實現(xiàn)成熟的、自主研發(fā)的相控陣超聲檢測系統(tǒng)成為目前的一個攻堅難題。本論文在調(diào)研了成熟的相控陣檢測設(shè)備以及研究了國內(nèi)外的相控陣超聲檢測技術(shù)相關(guān)理論及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個可實現(xiàn)對天然氣及是由運輸管道進行缺陷檢測的基于FPGA控制的32通道相控陣超聲檢測系統(tǒng)。
　　本文在分析相控陣技術(shù)的研究背景的基礎(chǔ)上介紹了目前

3、該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，簡單概述了相控陣檢測技術(shù)的基本原理以及相控延遲等關(guān)鍵技術(shù)?？偨Y(jié)了相控陣檢測技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域所具有的優(yōu)勢以及存在的局限性。
　　本文詳細描述了新型的32通道相控陣超聲發(fā)射極回波信號采集硬件系統(tǒng)，介紹了從整體的硬件方案設(shè)計到各功能模塊的電路設(shè)計。主要包括脈沖激勵信號發(fā)射電路、超聲回波的隔離接受以及通道選擇模塊、信號放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、基于FPGA的控制模塊以及外圍的雙DDR2存儲模塊、電源管理系統(tǒng)等。