一個(gè)數(shù)字化器基超聲波探傷系統(tǒng)(04-100)

　　超聲波探傷系統(tǒng)用于薄層鋼質(zhì)部件的非破壞性測試，生產(chǎn)廠家通常采用模擬電路來實(shí)現(xiàn)全部測量功能。但是為了在當(dāng)今競爭劇烈的市場中求得生存，需要一個(gè)現(xiàn)代化的，價(jià)廉物美的的PC基系統(tǒng)，以便充分利用高速數(shù)字化器帶來的種種好處。

　　在討論數(shù)字化器在探傷中的作用之前，讓我們首先考察一下系統(tǒng)的組成。一個(gè)商品化寬帶超聲波換能器牢牢地固定在待測部件的前方，同時(shí)，將換能器和部件浸沒在槽中。換能器工作中在反射模式，既產(chǎn)生又檢測超聲波。換能器由超聲波脈沖器/接收器激勵(lì)，發(fā)射一串寬帶超聲波能量，隨后接收從部件反射的回波。

　　在相繼的超聲波記錄采集之間，一個(gè)堅(jiān)固的定位臂以0.1mm步進(jìn)方式橫向地移動(dòng)換能器，定位臂是通過GPIB連接控制的。定位臂以前后、類光柵圖形掃描過500mm×500mm方形網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)快軸和一個(gè)垂直的慢軸。當(dāng)換能器沿快軸移動(dòng)時(shí)，定位系統(tǒng)連續(xù)地按類步進(jìn)方式，以約1步/ms固定速率移動(dòng)換能器。

　　定位控制器在定位輸出端設(shè)置了一個(gè)脈沖，這是超聲波技術(shù)中多數(shù)位控制器使用的標(biāo)準(zhǔn)特征?？刂破髟谀繕?biāo)位置穩(wěn)定的瞬間產(chǎn)生一個(gè)TTL脈沖。該脈沖用來觸發(fā)超聲波脈沖器/接收器，隨即發(fā)射一個(gè)激勵(lì)脈沖。這樣，超聲波檢測僅在目標(biāo)位置自動(dòng)完成的。在換能器被激勵(lì)后，相關(guān)的超聲波回波列約需700μS才能返回，這是由于超聲波必須橫過1米長的水路。一個(gè)可編程延時(shí)門用來產(chǎn)生在超聲波激勵(lì)后約700μS周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)有用的超聲波回波列。

　　數(shù)字化器的作用

　　一個(gè)嵌入式數(shù)字化器用于捕獲來自換能器電子電路的超聲波信號(hào)。系統(tǒng)設(shè)定的超聲波換能器的中心工作頻率高達(dá)10MHz，且以100MS/S取樣超聲波信號(hào)。這樣取樣率在每個(gè)信號(hào)周期可提供10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，具有卓越的定時(shí)分辨率。為了檢測到盡可能小的缺陷回波，最高可用的動(dòng)態(tài)范圍和垂直分辨率是必須的。

　　Gage Compu Scope 14100是PCI總線PC基數(shù)字化卡。插卡提供超聲波換能器要求的100MHz取樣率和50MHz輸入模擬帶寬。圖1是系統(tǒng)的簡要組成圖。