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文档简介

超声波检测硬件 电路设计,导 师:* 答辩人:* 专 业:电气工程及其自动化,1.研究意义,超声波检测技术在工业领域有着广泛的应用，是材料与设备无损检测的主要手段之一。,2.设计思路,如何产生一定频率的超声波 如何从回波信号中提取有效信息,3.系统框图,PC机,ARM处理器,激励电路,探头,被测物,前置放大电路,限幅电路,带通滤波电路,可变增益放大电路,差分放大电路,A/D转换电路,FIFO,4.发射电路,此电路可激发不同探头产生不同频率的超声波，激励脉冲电压最高可达830 V，且频率和发射功率可调。,5.限幅电路,当输入信号过大时，D2管导通，D3管反向击穿;反之当输入信号过小时，D1管导通，D4管反向击穿。,6.前置放大电路,超声回波信号很微弱，所以在信号被采集之前，需要将信号放大。,7.带通滤波电路,为取得真实回波信号，须用带通滤波装置去掉噪声的大部分频率成分，再进行模数转换。,8.变增益放大电路,为了增加动态范围，故在前置放大后，又增加了一级程控放大器。,9.信号采集电路,10.总结,完成工作：设计了超声波发射模块，该模块采用一种可控高压电源设计方案，对发射模块进行了仿真，经验证该电路发射的超声波功率、脉冲宽度和重复频率均可调，能满足多种检测需求。通过回波信号调理电路和信号采集电路实现了对回波信号的放大、滤波、数据采集等处理，提高了回波信号的信噪比和检测的准确性，为下一步回波信号的分析处理、实现对缺陷的准确判断、定位、定量提供了有利条件。 不足之处：超声波信号采集电路还需要完善和提高，对采集所得的信号进行算法处理以提高探伤的精度和数据处理能力需要做进一步研究。本系统所做的实验不多，大多是基于时间和实验条件的关系，离实际的应用还有一定的距离，还需要进一步调试和改进。,参考文献,1陈卫华，李新德，赵兴群数字式超声波探伤仪的现状与展望J无损检测，1994，16(6)：157158 2邓志阳.基于FPGA的超声波系统的研究D.北京：北京化工大学控制理论与控制工程专业，2010 3史亦韦，梁菁，何双起等超声检测M北京：机械工业出版社，2005.7 4美Alan V. Oppenheim，Alan S. Willsky，S. Hamid Nawab信号与系统（第二版）（英文版）M北京：电子工业出版社，2002.8,514520 5邵泽波无损检测技术M北京：化学工业出版社，2003.1 6曾禹村信号与系统M北京：北京理工大学出版社，1992 7郑君基于嵌入式系统超声波探伤的研究D 北京：北
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