数字化超声波探伤仪的研制及单片机的应用.pdfVIP

!!!——一 东南大学学报 第28卷 集、存储及处理探伤回波波形，管理键盘和微型打印机等．如：发现报警闸门中的损伤点；测量 某一回波相对于工件表面的距离；进行工作模式切换等．从cPu及相关模块用于控制示波管 显示中文菜单、回波波形、测量信息、探测结果、报警闸门、可移动标尺等．主、从CPU按照协议 通过通信模块进行通信． 图l数字化超声玻槔伤杖系统功能模块 通常，探伤仪的回波波形如图2所示． 图2敷字化超声波探仿仪示波管上的回波波形 在实际设计、研制过程中，注意并解决了以下关键问题： 1)主CPU对回波信号进行采集、存储、分析、计算，使仪器智能化．但由于回波信号的脉冲 尖峰非常窄，一般只有0．6～I．0 MHz以 vts左右，所以数据采集速度要求非常高，一般需达10 上(0．1坶一个采样点)，否则就无法真实地反映原始回波波形．本系统采用了cA3318高速A／ 构成DMA控制器进行存储单元的地址修改，提供相应的读写控制信号．从而满足了信号高速 采集的需要． 2)主CPU对采样波形数据进行存储以便进一步处理和再现．由于采样速率高、回波间隔 长，一帧波形的采样数据量高达30K以上．若要实现多帧存储，则存储容量要求：恨大．本系统 采用两类存储器，其中，瞬时数据存储采用一片HM62256—60高速存储器；长期数据存储采用三 第2A期 王敬东等：数字化超声波探伤仪的研制及单片机的应用 205 速存储器转存到常规存储器中，从而成功地解决了实时采集和数据存储之间的：矛盾． 3)模拟波形和数字化结果混合显示．示波管上的探伤波形是实时模拟信号显示，有连续 感，可靠、真实；而数据处理结果的显示及可移动标尺、报警闸门等显示都是数字方式，直观、方 便、准确．这种采用模拟方式和数字方式混合显示探伤情况的方案受到了许多曩：损探伤专家的 充分肯定． 4)超声波探伤具有一定的工艺要求，探伤方法也有多种，如直探法、斜探法，小角度探法 等．本系统在研制过程中充分研究了探伤工艺并按其要求进行系统的软件设计系统操作采用 一…一———————～ 中文菜单提示，实际工作时只须根据菜单选择相应的探伤方法，便可按照对应的．I：艺流程逐步 进行．操作方便，减少了对探伤人员的要求． 3数字化超声波探伤仪的主要功能特点 根据以上设计方案和技术路线，我们研制成功了新一代数字化超声波探伤仪，它具有以下 独特的功能和特点： 1)测量精度高，操作简单．系统允许用户在容易出现裂纹的区域设置报警闸门，以便及时 发现裂纹并显示出裂纹的位置和大小．当裂纹过大时即向操作人员报警并作相盅的处理，如将 相关的缺陷波形数据存储起来供以后分析处理或用微型打印机及时打印出这-竖数据信息．由 于测量结果是系统通过对回波波形进行实时采样，并按照特定的算法自动给!ij．无需人工介 入，因而测量准确可靠，使用方便灵活． 2)铡量手段多．可以在不同区域设置报警闸门，闸门的宽度、阈值都可以往意调整，可以 随时得出闸门内最大回波的幅值和声程．系统提供了水平标线和垂直标线，标线可以在各自的 水平或垂直方向任意移动，通过移动标线可以得出不同位置所对应的具体物鞘!量，如声程、幅 值；可以将与每个裂纹相关的数据信息(如机车类型、机车号、探测方法、回波敞形、裂纹位置、 裂纹幅值及其是否超限)存储起来以便分析处理． 3)显示模式多样化．系统设计了多种显示模式，如：显示波形；显示波形和际线；显示波形 和报警闸门等．系统允许将几种显示模式组合使用．因为各种显示模式在测量的不同阶段各有 各的优点，所以用户可以根据探伤工艺在不同的测量阶段选择相宜的显示模式，从而使测试工 作更加快捷、方便． 4)系统采用中文菜单，菜单功能丰富．系统的菜单设计充分考虑了探伤工芝的要求，使用 中文显示．操作者只需按照菜单提示即可顺利进行各种测试．如此既使用方便．义符合探伤工 艺，从而大大减小了测试结果对操作人员的依赖性，使得测试结果更加客观可靠 5)测试效率高，每次现场测试可以测试多种工件．根据探伤工艺要求，检测某工件前必须 在特定的标准试块上对探伤仪进行初