超声波信号检测系统
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官方网站:127基于LabVIEW 软件和NDAQ-120614数据采集卡,开发了一套超声信号采集、存储、处理和显示的虚拟仪器系统。
解决了传统超声波探伤仪无法对信号进行存储和处理的问题。
数据采集设备通过USB 总线实现和上位机的实时数据传输。
文章重点阐述了虚拟仪器系统的设计思路以及数据处理的算法实现。
通过实验论证表明:该系统运行稳定,数据处理结果正确,实现了双通道高速动态信号的采集、处理等功能。
基于LabVIEW 的超声信号采集和处理系统设计◎任海平1 杨录1 丁宗梅2无损检测是现代工业发展必不可少的工具,它在某种程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性己得到世界公认。
超声波探伤广泛应用于无损检测领域,用于检测物体的内部缺陷。
但传统的超声波探伤仪存在无法对信号进行存储和处理的问题,这在很大程度上制约了检测的效率和准确度。
所以超声信号的采集、存储和实时处理就显得尤为重要。
国际上一些技术先进的国家,已经将信号采集系统广泛地应用在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。
文章在CTS-23A 型超声波探伤仪的基础上,结合四川拓普科技的高速双通道数据采集卡NDAQ-120614,并利用LabVIEW 软件,设计了一套虚拟仪器系统。
该系统集超声波数据采集、存储、处理和显示于一身,实现了超声无损检测的自动化控制、超声波数据的数字化以及数据的实时显示和处理等功能。
虚拟仪器系统的设计系统总体设计框架介绍。
系统主要由三部分组成:数据采集模块,数据处理模块,结果显示模块。
如图1所示为系统的总体设计框图。
上位机通过USB 接口发送采集命令给数据采集卡。
采集卡发送超声波触发信号给超声波探伤仪,以此为时间起点,延长指定的时间以后,采集卡开始采集数据,并把数据保存到板卡缓存。
存储在采集卡中的数据通过USB 接口传送到上位机,上位机对数据进行处理和显示等操作。
需要指出的是探伤仪是超声收发一体的,即在发送超声波的同时也可以接收超声回波信号。
基于51单片机的超声波测距仪说明书引言超声波测距仪,可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。
利用超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。
一、性能要求该超声波测距仪,要求测量范围在0.08-3.00m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。
二、工作原理及方案论证超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
用超声波传感器产生超声波和接收超声波,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(timeofflight)。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
根据要求并综合各方面因素,采用AT89C52单片机作为主控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器完成,超声波测距仪的系统框图如下图所示:图1 超声波测距仪系统设计框图三、系统硬件部分硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。
1.单片机系统及显示电路单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。
单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送,然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚,当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管,段码用74LS244驱动,位码用PNP三极管驱动。
超声波暂态地电压检测仪原理超声波暂态地电压检测仪原理超声波暂态地电压检测仪是一种先进的仪器设备,可以用于测量和监测电力系统中的暂态地电压。
它利用超声波传感器和电路系统相结合的原理,准确地测量电压信号并记录相关数据。
下面将详细介绍超声波暂态地电压检测仪的工作原理。
1. 超声波传感器原理超声波传感器是超声波暂态地电压检测仪的核心部件。
它利用超声波在不同介质中传播的特性来测量电压信号。
当超声波传感器受到电压信号作用时,其尖端会产生微小的振动,这种振动在传感器中引起声波的传播。
通过测量声波传播的时间和路径长度,可以计算出电压信号的大小和相位。
2. 电路系统原理超声波暂态地电压检测仪的电路系统是用于接收和处理超声波传感器所测得的声波信号的。
在接收到声波信号后,电路系统会将其转换为相应的电信号,并进行放大和滤波处理以提高测量的精度和准确性。
通过采集和处理这些电信号,可以得到准确的电压数据。
3. 测量原理超声波暂态地电压检测仪在测量电压时,首先将超声波传感器放置在待测位置上,使其与地电压产生作用。
超声波传感器会通过声波的传播来测量电压信号的大小和相位,并将其转化为相应的电信号传输到电路系统中。
电路系统会接收和处理这些电信号,并根据特定的算法计算出电压的数值。
4. 数据记录原理超声波暂态地电压检测仪还具有数据记录的功能,可以将测得的电压数据存储下来,以便后续的分析和处理。
在测量过程中,电压数据会通过存储装置进行存储,并可以随时查看和导出。
这样,用户可以对电压的暂态变化进行全面的分析和评估。
综上所述,超声波暂态地电压检测仪通过超声波传感器和电路系统的相互配合,实现了对电压信号的准确测量和数据记录。
它为电力系统的监测和维护提供了重要的技术手段,并在预防事故和保证安全方面发挥着重要的作用。
5. 应用领域超声波暂态地电压检测仪广泛应用于电力系统、变电站和发电厂等领域,用于监测和测量暂态地电压。
它可以帮助工程师及时发现和诊断电力系统中的问题,提供重要的数据支持。
超声TOFD检测方法超声时间飞行差异(TOFD)是一种基于超声波技术的非破坏性检测方法,主要用于检测材料中的缺陷和裂纹。
本文将详细介绍TOFD检测方法及其应用。
1.TOFD检测原理TOFD检测利用超声波在材料中传播的时间差来检测缺陷和裂纹。
它采用两个相互垂直的传感器,其中一个作为发射器发射超声波,另一个作为接收器接收反射回来的信号。
在材料内部存在缺陷或裂纹时,超声波在缺陷处发生散射,一部分超声波会从缺陷内部反射回来,形成一条称为反射声束的图像。
另一部分超声波则会绕过缺陷,称为绕射声束。
TOFD检测利用这两个声束之间的时间差来确定缺陷的位置和尺寸。
2.TOFD检测系统TOFD检测系统由发射器、接收器和数据采集与处理系统组成。
发射器通过超声波探头发送短脉冲信号,接收器接收返回的超声信号,并将信号传输给数据采集与处理系统进行分析和显示。
数据采集与处理系统通常采用计算机或专用设备,通过算法计算声束之间的时间差,生成缺陷的声束图像。
3.TOFD检测优势TOFD检测方法具有以下优势:(1)高精度:TOFD能够实现对缺陷的准确定位和尺寸测量,能够检测到微小的裂纹。
(2)宽范围:TOFD检测方法适用于各种材料,包括金属、塑料、陶瓷等,并且对材料的厚度也没有限制。
(3)高效率:TOFD检测快速、自动化程度高,可以实现迅速检测大面积的材料。
(4)高重复性:TOFD检测方法的结果具有较高的重复性和可靠性,可以进行重复的检测。
4.TOFD检测应用TOFD检测方法广泛应用于不同领域:(1)航空航天领域:TOFD检测可以检测飞机发动机叶片等零部件中的裂纹,保证安全飞行。
(2)石油化工领域:TOFD检测可以检测石油管道、储罐等设备中的缺陷和腐蚀,避免泄漏和事故发生。
(3)交通运输领域:TOFD检测可以检测铁路轨道、桥梁等结构中的裂纹和缺陷,确保交通运输的安全。
(4)核电领域:TOFD检测可以检测核电设备中的裂纹和缺陷,预防核泄漏和事故。
简述超声诊断仪器的基本结构超声诊断仪器是一种应用超声波技术进行医学诊断的设备。
它通过发射和接收超声波信号,利用超声波在人体组织中的传播和反射特性,来获取人体内部器官的形态、结构和功能信息。
超声诊断仪器的基本结构主要包括超声发射装置、超声接收装置、信号处理系统和显示系统。
超声发射装置是超声诊断仪器的核心部分之一。
它通常由超声发射晶体、发射驱动电路和控制系统组成。
超声发射晶体是将电能转换为超声波能量的装置,通常采用石英晶体或陶瓷晶体。
发射驱动电路负责提供适当的电压和电流,以激励超声发射晶体产生超声波信号。
控制系统用于控制超声发射装置的工作模式、频率和强度,以及与其他部件的协调工作。
超声接收装置是用于接收反射回来的超声波信号的部件。
它通常由接收晶体、接收放大电路和信号调理电路组成。
接收晶体与发射晶体类似,负责将超声波信号转换为电信号。
接收放大电路用于放大接收到的微弱电信号,以增强信号的强度和信噪比。
信号调理电路用于对接收到的信号进行滤波、放大、增益调节等处理,以提高信号的质量和清晰度。
信号处理系统是超声诊断仪器的重要组成部分。
它主要由数字信号处理器(DSP)和图像处理器组成。
数字信号处理器负责对接收到的信号进行数字化处理,包括滤波、放大、去噪、增益调节等,以提高信号的质量和清晰度。
图像处理器则负责对处理后的信号进行进一步处理,包括图像重建、图像增强、图像压缩等,以生成清晰、准确的影像结果。
显示系统是超声诊断仪器的输出部分,用于将处理后的信号转换为可视化的影像结果。
显示系统通常采用液晶显示屏或CRT显示屏,用于显示超声图像和相关的诊断信息。
显示系统还包括图像存储和管理系统,用于存储和管理诊断过程中获得的超声图像和相关数据,以便于后续的分析和比较。
除了上述基本结构,超声诊断仪器还包括控制系统、电源系统和外部连接接口等。
控制系统用于控制超声诊断仪器的工作模式、参数设置和操作流程,以及与其他设备的联动。
电源系统提供超声诊断仪器所需的电能,通常采用交流电源或直流电池供电。