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超声无损检测装置的研究与设计

作　者: 沈毅
导　师: 周西峰
学　校: 南京邮电大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 超声检测 DSP CPLD 小波变换
分类号: TH878.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


超声无损检测是无损检测领域中一种非常重要的检测方法,目前正被广泛应用于钢铁制造业、机械制造业、电子制造业、航天航空以及国防等领域和部门,它对于保证产品质量、确保生产安全具有重要意义。近年来,随着对超声无损检测技术研究的不断深入以及计算机技术、数字处理技术、自动化与智能化技术等学科和技术的迅速发展,超声无损检测技术发展方向越来越广阔,其检测装置功能更加完善,系统的设计和实现也越来越复杂,论文依据A型脉冲反射式超声波检测的基本原理,研究设计了一种基于“DSP+CPLD”体系结构的数字式超声波无损检测装置,将DSP高速的数字信号处理能力与CPLD灵活可靠的可编程能力相结合,充分发挥两者的优势,同时辅助以其他合适的外围电路,实现超声无损检测装置的各项基本功能。实验结果表明,此设计方案切实可行且具有一定的先进性,系统运行正常稳定。论文首先对超声检测的技术和原理进行了研究,在此基础上给出了系统的总体设计方案,根据此总体设计方案,对系统的硬件设计和软件设计分别进行了详细的叙述,并对小波变换在超声回波信号去噪中的应用进行了研究和分析,最后对此系统设计进行总结,指出了系统中存在的不足及需要改进的地方。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 超声无损检测研究的背景  9-11
    1.1.1 无损检测  9-10
    1.1.2 超声无损检测  10-11
  1.2 国内外发展状况与发展趋势  11-12
    1.2.1 国外发展状况概述  11
    1.2.2 国内发展状况概述  11-12
    1.2.3 超声检测技术发展趋势  12
  1.3 本课题研究的意义  12-13
  1.4 本文研究的主要内容及结构安排  13-15
    1.4.1 本文研究的主要内容  13-14
    1.4.2 论文主要的结构安排  14-15
第二章 超声波检测的基本原理  15-23
  2.1 超声波的发射和接收  15
  2.2 超声波检测的基本方法  15-18
    2.2.1 脉冲反射法  15-17
    2.2.2 穿透法  17-18
    2.2.3 共振法  18
  2.3 缺陷的图形显示方式  18-19
  2.4 A 型脉冲反射式超声波探伤仪的基本原理  19-22
    2.4.1 缺陷的定位  19
    2.4.2 缺陷的定量  19-21
    2.4.3 缺陷的定性  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 系统硬件电路设计  23-39
  3.1 系统总体方案设计  23-27
    3.1.1 核心芯片的选型  23-26
    3.1.2 系统总体结构框图  26-27
  3.2 超声波发射和接收模块  27-29
    3.2.1 超声波发射电路  27-28
    3.2.2 超声波接收电路  28-29
  3.3 数据采集模块  29-32
  3.4 液晶显示模块  32-33
  3.5 数据处理模块  33-36
    3.5.1 复位电路  33-34
    3.5.2 时钟电路  34
    3.5.3 JTAG 接口电路  34
    3.5.4 DSP 电源电路  34-35
    3.5.5 外部存储器电路  35-36
  3.6 其他外围电路设计  36-38
    3.6.1 D/A 电路  36-37
    3.6.2 键盘电路  37
    3.6.3 通信接口电路  37-38
  3.7 本章小结  38-39
第四章 系统软件设计  39-51
  4.1 软件总体设计  39-41
    4.1.1 软件开发环境简介  39
    4.1.2 系统软件整体流程图  39-41
  4.2 系统初始化  41-44
    4.2.1 DSP 的自启动  41-43
    4.2.2 DSP 的初始化  43-44
  4.3 数据采集部分软件设计  44-45
  4.4 数据处理部分软件设计  45-47
  4.5 显示数据发送部分软件设计  47-48
  4.6 键盘键值读取软件设计  48-50
  4.7 本章小结  50-51
第五章 小波变换在超声信号去噪中的应用研究  51-62
  5.1 小波变换及常用的几种小波函数  51-54
    5.1.1 连续小波变换  51-52
    5.1.2 离散小波变换  52
    5.1.3 常用的几种小波函数  52-54
  5.2 多分辨率分析  54-56
  5.3 Mallat 算法  56-58
  5.4 小波阈值去噪的基本原理  58-59
  5.5 小波阈值去噪在超声信号中的研究与分析  59-61
  5.6 本章小结  61-62
第六章 结论与展望  62-65
  6.1 成果展示  62-63
  6.2 总结  63-64
  6.3 展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
攻读硕士期间发表和录用的论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 材料试验机与试验仪器 > 无损探伤仪器 > 超声波探伤仪
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