超声相控阵探伤系统是一种先进的自动化检测设备,超声相控阵技术广泛应用于医学超声与工业超声探伤系统。由于超声信号由多个超声声束合成,可灵活地实现声束的聚焦和偏转。所以能够方便地实现多种扫描方式,提高检测的灵敏度。在检测速度、缺陷定量分析、降低工人作业强度等方面有着显著的优越性,是检测自动化的一种发展趋势。本课题以超声相控阵探伤理论为基础,进行了针对超声相控阵探伤系统关键技术的开发研究。本课题完成的主要工作1.根据超声相控阵探伤原理设计了超声相控阵探伤系统。相控阵探伤系统从机使用了目前最为先进的Cygnal单片机,通过USB接口将采集到的数据传送到上位计算机并进行最终的处理。2.设计了一块基于USB与上位计算机通信的四通道数据采集卡。本数据采集卡的开发,主要完成了下面几部分工作:◆设计了上位计算机与MCU之间进行高速数据传输的USB接口电路;◆设计了四路分时复用的相控阵发射和接收电路,超声波的发射和接收是相控阵探伤系统的基本功能,相控阵中超声束的合成与聚焦是靠各阵元发射时的延迟来实现的。接收系统采用了可编程的增益运算放大电路,数据采集系统则使用了双通道高速(100MHz)A/D转换器。◆开发了一块用于精确地控制相控阵各阵元延迟时间的FPGA芯片。3.设计实现了相控阵超声探伤系统各通道的探伤灵敏度的自动调整和DAC曲线的自动生成。4.编制了整个超声相控阵探伤系统的软件部分。完成了人机界面的交互设计、采样回波的波形显示、标准DAC曲线的拟合、上位机与MCU之间的USB通讯程序等。