超声波智能清管器信号处理技术研究
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一种可实现高速信号处理的超声波无损检测系统的设计(图)无损探伤技术是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。
超声波探伤就是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法。
当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
随着超声波探伤技术的发展,对数字信号的处理与分析已不再仅仅是辅助技术,而是一种基本技术,由此出现了各种全数字化的超声波检测设备。
但早期的数字化设备仅停留在超声波检测频率较低频段的信号处理上,主要是受到高速A/D和高速存储技术的限制,由于计算机总线技术应用的瓶颈,也不能实时多通道传送波形数据到计算机去处理,声源定位信号分析等实时显示分析的功能只能由硬件输出的参数完成。
而A/D转换器和高效率微处理器的问世克服了在高频领域应用模拟电子技术受到的各种限制。
数字化全波形超声波探伤设备就是由计算机作为主机,以单片机芯片为主构成的专用板卡统一控制管理超声系统。
这种设备综合应用了高速数据采集技术、A/D转换技术、大容量缓冲技术、多通道切换技术、数据存储技术和数据管理软件技术等先进的数据信号处理技术,使得多通道声发射波形的采集和分析不再困难。
因此,如何开发和研制更具先进性、创新性、科学性和实用性的全数字式超声波检测设备和系统,已成为一项紧迫性的任务。
本文主要介绍一种基于高速信号处理技术的超声波无损检测系统的典型设计方案,从系统的总体设计、单元电路设计和程序设计等方面阐述和分析了设计原理、电路和软件的结构与功能等,系统方案具有较高的技术含量和实用价值。
总体设计系统的总体结构设计如图1所示。
首先,由高压脉冲发生器发射高压脉冲,其经能量转换电路形成超声波信号,遇到缺陷或杂质时产生反射波,再经能量转换电路转换为电压信号,最后经放大电路放大、A/D转换后,形成数字量,写入高速数据缓存器中;然后,由PCI接口电路将缓存器中的数据适时地通过PCI总线送到本系统的微处理器进行处理,实现与外部计算机通信、显示、打印、存储和控制等功能。
目次目次 (1)1 绪论 (2)1.1机电一体化系统的发展 (2)1.2超声波清洗机的发展 (2)1.3PLC的发展现状 (3)1.4本文的主要工作 (3)2 超声波清洗机的总体设计 (4)2.1超声波清洗工艺 (4)2.2精密零件清洗机的基本要求 (7)2.3超声波清洗机的工艺流程设计 (7)2.4超声波清洗装置的设计 (9)2.5传送机构的设计 (12)2.6超声波清洗机的总体结构图 (14)3 超声波清洗机控制系统设计 (16)3.1超声波清洗机电气原理图 (16)3.2PLC控制系统的设计 (17)3.3触摸屏选型、特点,与PLC连接 (24)3.4触摸屏操作界面 (25)3.5变频器的说明 (27)3.6本章小结 (27)4 系统运行常见问题及注意事项 (28)4.1使用设备前的确认 (28)4.2电源投入 (28)4.3关机后操作 (29)4.4长期不使用设备时的保养 (29)4.5长期停用设备重新开机。
(29)4.6常见故障及其处理方法 (30)4.7保养点检 (31)5 总结 (32)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1 机电一体化系统的发展机电一体化(mechatronics)这一概念是于1971年由日本学者首次提出来的,在几十年的发展中,其内涵在不断变化更新。
起初,机电一体化主要是指机械和电子的简单结合,产品也比较简单,主要涉及高性能的伺服技术等。
在20世纪80年代,高性能微处理器在机电一体化产品中的应用,提高了机电一体化产品否认自动化和智能化程度,数控机床、工业机器人等获得很大发展。
到20世纪90年代,计算机网络通信技术在机电一体化系统中的应用,使机电一体化成为机械学科信息学科的高度融合。
进入21世纪,机电一体化产品也更加多样个性化、柔性化、智能化,应用更加广泛。
一方面借助现场的总线等技术,资源共享,使机电一体化系统越来越大,另一方面,通过机械和微电子的交叉融合微型性而形成微机电系统(MEMS)。