数字式超声波探伤仪中高速数据采集系统的设计与实现

摘要

随着计算机技术和微电子技术的高速发展，便携式数字探伤设备已广泛的应用于工业系统。工业探伤中超声波探伤是最常见的无损探伤方法之一，而在数字探伤仪中采集到的超声回波信号的质量尤为重要，所以超声信号的采集与处理既是设计的基础又是最关键的部分。
　　由于本课题的研究对象是超声波信号，信号频率较高，普通的数据采集系统满足不了速度的要求，所以本课题提出了基于DSP与CPLD的高速数据采集系统的方案，该方案以高性能处理器DSP-TMS320C6713和CPLD-XC95288XL为核心，采用AD公司生产的10位双通道的高速A/D芯片AD9218，采用40M/S的采样速率，以差分输入抑制噪声对输入信号的干扰。本课题中在DSP与A/D转换芯片中间加了一片缓存器FIFO起到缓冲存储高速数据的作用，解决了处理器与A/D之间速度不匹配的问题。在对超声回波信号的处理技术上，本课题采用了小波变换降噪处理技术，以小波分析理论为基础，用MALLAT算法对超声回波信号进行了降噪仿真，并用本课题提出的小波阈值与提升小波的改进方案分别对仿真信号与实测信号进行了降噪测试，大大提高了信噪比，改善了超声回波信号的质量。
　　本课题针对超声信号设计的高速数据采集系统主要包括了软硬件设计与超声回波信号处理，为数字探伤仪的研制提供了良好的解决方案。

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第一章 绪论

1.1 超声波检测技术

1.2 数据采集与处理技术

1.3本课题研究意义及内容

第二章 高速数据采集系统总体方案

2.1 数据采集理论

2.2系统核心器件的选型

2.3系统总体方框图

2.4本章小结

第三章 超声信号采集系统的具体设计与实现

3.1 系统电源电路与仿真接口电路设计

3.2 模拟信号调理电路设计

3.3 超声信号同步采集的设计

3.4数据采集实时处理的解决方案

3.5 系统软件部分设计

3.6 本章小结

第四章 超声回波信号的小波分析与处理

4.1 小波分析基础理论

4.2 小波包降噪方法在超声信号中的应用

4.3 提升小波降噪方法在超声信号中的应用

4.4 本章小结

第五章 实测超声回波信号的分析与处理结果

5.1 实测超声回波信号的分析与处理

5.2 本章小结

第六章 总结

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表和录用的论文