虚拟超声波探伤仪关键技术研究.pdf

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第24卷第4期
无损检测
2002年4月
ND
2002
虛拟超声波探伤仪关健技术研究
徐大专,樊迅,潘雄
(南京航空航天人学电子工程系,南京210016)
摘要:虚拟超声波探伤仪是计算机技术和超声波探伤技术的结合。作为一种新型超声波探伤
T具,虚拟超声波探伤仪具有明显的优越性。介绍虚拟超声淑探伤仪的若干关键技术及其特点。
关键词:超声探伤;虚拟仪器;硬件;软件
中图分类号:I(i115.28+5文献标识码:A文章编号:1000656(2002)04-0144-02
STUDY ON KEY TECHNIQUES OF VIRTUAL ULTRASONIC FLAW DETECTOR
XU Tz-zhurn, FAN Xun, PAN Xiong
(Dcpartment of Flcctronic Fnginccring, Nanjing Univcrsity of Acro nautics and stronautics, Nanjing 210016, China)
Abstract: Virtual ultrasonic flaw detector is the combination of computer and ultraso nic flaw detection technique. As
a new tool for ultrasonic flaw detection, virtual ultrasonic flaw detector is obvious superior to traditional detectors. The
key techniques of the virtual ultrasonic flaw detector are studied
Key words: Ultrasonic tcsting: Virtual instrument: Hardware: Sollware
超声波探伤技术在大型锅炉、发电机组、输油气
计算机在应用软件的配合下代了数字探伤仪
管道、钬路、桥梁和肮空航天等领域得到了广泛应中CPU(中央处埋单元)板、键盘、波形合成、视频扫
用。目前,国内已有多种型号模拟探伤仪和数字探描、显像管驱动电路和显像管等硬件模块,枚大地筒
伤仪,它们在无损檢测领域发挥了重要作用。
化了仪器的结构。
随着讣算机软便件技术的发展,膨拟仪器
DUT-9586拟探伤仪的详细结构见图2,现将
应运而生。美国NI公可以生虚拟仪器著称,它其各部分功能分述如下
们提出的?号是软件就是仪器”。计算机技术与」超超声がし品ーAの「故压/cu口示器
叮绵程
声波探伤的结合是·种必然的趋势。最近,我们研
探头号处理
制成功了虚拟超声波探伤仪DUT9586。该仪器除
具有数字式探伤仪的优点外,述具有功能强操作方
图2DT-9586虚拟超卢探伤仪基木结构
便、易学易用等特点。木文主婁研究虚拟超声波探
模拟信号处理
伤仪的软硬件结构和若关键技术。
超声波探头把接收到的超声信号转换为电信
号。模拟倍号处埋模块由减器、数控放大器、滤波
虚拟超声波探伤仪的硬件结构
器和檢波器组成,为系统提供100dB增益范、六
席拟姫声波探伤仪的使件下作半台采用一台个波器和叫种檢波方式。
PI166便携式工悴机,以满足塹野外探伤的需要。它
高速数据采集与压缩
山三部分组成(图1)。
该部分由一个釆样频率为40MHz的模数转换
超声波探头专用插卡计算机
器和个叮编稈数斥缩、检波器组成,实现∫探伤
信号的非均匀采样,以满足不同深度缺陷的探测要
图1DUIT-9586虚拟超声波探伤仪硬件组成
求。刂编稈数据乐缩检波器将采样数据压缩成320
个字节的波形数据,供显示软件读取和处理
收稿日期:2001-0905
3可编程器件的应用
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徐大专等:虚拟超声波探伤仪关键技术研究
在研制初期、专用插ド由模拟插斥和数字插ド
与曲线
控件区
两部分组成,两块插卡之问有许多连线传送控制信
显示区
号。调试表明,这利结构噪声大、工作不稳定。为解
决此问题,我们用 wallice公司的系统可编程器件完
成译码、控制和数字檢波等复杂功能,将模拟和数字
焊和
个集成在一块卡上,减小了线路板面积和功耗,提
由面修正
品示区
高了仪器的性能和稳定性。
2虚拟超声波探伤仪的软件结构
?4DU19586虚拟超声探伤仪的界
虛拟探伤仪的应用软件是用 Visual C++(简
称V在 Windows坏境下开发的。VC是种面向式与正常『作方式之间的切換、定量、坐标选取、
对象的语言,可直接根据用的操作步骤对相应的
AC出线、包络、开机、关机、复位和自动校正增益
控件或菜单等对象进行编稈,VC编辑坏境提供了等功能。预置方式下,虚拟探伤仪测量始波偏移
强大的程序管埋和调试功能,大幅度减少了应用程
速、K值和制作DAC出线等。
序可能出现的错误;VC提供了所见即所得的资源
(2)波形显示区显示实时波形、DAC曲线、
编辑环境,编程人员可以很方便地利用标准的Win
包络和DAC门,背景色和前景色山用户选择
dws控件制作出标准的 Windows界面,极大地方
(3)定量结果显小区显小定量参数值
便用户的操作,减少开发周期;VC代码效率高、程
(4)で用功能与参数显示区该部分在显示功
序功能易扩充、尤其适合管理硬件应用程序的编制。能上足复用的。在正常工作时显小参数;在使用专
虛拟探伤仪是面向特定总线设计的,专用插卡用功能时显示焊缝、曲而修止和手动B扫描等。
遵守ISA总线规范,并采用了中断方式实现卡采集
(5)控件操作区该区为用户提供各种操作,
数据向计算机传递。工作在中断模式下的虚拟超声
鼠标和键均可制
探伤仪在接凵ド采集到足够数据后,即向计算机3虚拟超声波探伤仪的特点
CPU发出中断请求,而虚拟超声探伤仪软部分接
收中断请求后,即开始进行数据读入、处理和显小
3.1波形的实时显示
然后等待硬什发米下次中断。为满足实时工作的
在传统的数字式探伤仪中,波形显小更多地依
要求,本仪器重复频率为501,专用插卡每20ms
赖峺件电路来完成,如DUT97数字超声波探伤仪
生一次中断。对工作在 Windows坏境ド的软件而山专用波形板完成波形合成。而虚拟超庐波探伤仪
言接收硬件的中断信号并进行应的后续处理是的最示ボ是现成的,要任务是研制一个实时被形
煉手的问题。这是因为 Windows操作系统ェ显示软作。该仪器中50z重复率和220×320
作在保护模式下,没有DOS操作系统的中断向量和分辨力対波形显示算法提出了苛刻的要求。我们曾
中断向量表取而代之的是中断向量描述符
试图用 Windows提供的一些画图函数來完成波形
dows操作系统通过虛拟设备驱动程序(V)管埋
的实小显示,但达不到实吋显示要求。?此,我们提
所有的硬件,不同的硬件需要相应的驱动程序。操