基于DSP技术的真空镀膜机检漏仪的研制

摘要

检漏仪是真空镀膜机泄漏检测中必备仪器。本文以超声法为依据，提出了一种以DSP为核心的泄漏检测技术。实现了真空系统泄漏检测的自动化。 论文主要完成以下研究工作： 检漏仪系统硬件设计。首先，以R40-10普通型超声波传感器的性能参数为依据，完成信号预处理电路的设计；其次，利用高精度A/D对泄漏超声波信号进行模数转换；然后，利用DSP实现了对泄漏超声信号的采集处理；最后，通过DSP的I/O端口控制液晶显示和报警，对被检系统泄漏情况给与提示，同时提供了通信接口，便于数据的输出分析。 检漏仪系统软件设计。主要包括信号采集、数字滤波、快速傅立叶变换及校正、系统报警和液晶显示五个功能模块。在信号采集模块中，完成了模拟信号到数字信号的转换及采集；在数字滤波模块中，通过带通滤波算法，去除噪声干扰；在快速傅里叶变换及校正模块中，利用时域基2算法实现快速傅里叶变换，利用比值法实现频谱校正，将泄漏超声与环境噪声区分开，完成泄漏检测；在系统报警模块中，通过对DSP的I/O设置，实现报警控制；在液晶显示模块中，仍通过DSP的I/O控制，对系统泄漏情况给予显示。 本文给出了检漏仪系统设计及实现的全过程。实验结果表明，选择高精度高稳定性的仪表放大器AD620为前端信号处理，降低器件干扰，给后面信号的采集处理减少了困难；通过傅立叶变换及校正进行信号频域分析，可以有效的去除各种外界干扰，将信号检测出来。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本文研究的目的和意义

1.2检测技术发展概述

1.3 DSP技术

1.3.1概述

1.3.2 DSP技术的发展趋势

1.4论文主要研究工作

1.5论文的结构安排

2泄漏噪声特性分析及超声衰减

2.1泄漏噪声特性分析

2.1.1湍流喷气噪声

2.1.2泄漏噪声的特性

2.2超声波在传播中的衰减

2.3本章小结

3检漏仪系统的总体设计方案

3.1检漏仪整体结构介绍

3.2信号接收部分设计

3.2.1超声波探头的选择

3.2.2超声波探头的安装及定位激光灯

3.3控制部分设计

3.3.1信号放大芯片及滤波的选择标准

3.3.2 DSP的选型及采集处理系统的设计

3.4供电部分设计

3.5本章小结

4检漏仪系统硬件设计

4.1系统的硬件结构

4.2信号预处理电路的设计

4.2.1传感器的应用及连接

4.2.2信号滤波

4.2.3信号放大电路

4.3 DSP采集处理系统电路的设计

4.3.1TMS320F2812的最小系统设计

4.3.2定位激光灯控制电路

4.3.3串口通信技术

4.3.4报警电路

4.4液晶显示电路

4.4.1 LCM6432ZK简介

4.4.2液晶显示电路设计

4.5本章小结

5检漏仪系统软件设计

5.1系统主程序流程图

5.2数据采集程序设计

5.2.1数据采集系原理

5.2.2TMS320F28 12ADC模块介绍

5.2.3TMS320F2812数据采集的实现

5.3数字滤波程序设计

5.3.1 FIR滤波器的基本结构及设计原理

5.3.2 MATLAB辅助设计带通滤波

5.3.3 DSP实现FIR带通滤波

5.4 FFT变换程序实现及频谱校正

5.4.1 FFT的基本原理

5.4.2 MATLAB设计仿真

5.4.3 DSP实现快速傅罩叶变换FFT

5.4.4频谱校正

5.5串口通讯模块

5.6报警模块程序实现

5.7定位控制灯程序实现

5.8液晶显示程序实现

5.9本章小结

6系统调试、测试及改进

6.1系统调试

6.1.1信号预处理电路调试

6.1.2 DSP采集处理系统电路调试

6.1.3液晶显示电路调试

6.2存在的问题及改进

7结论

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录