利用ADSP2105的超声探伤系统.pdf
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1、试验研究 利用ADSP2105的超声探伤系统 罗飞路 李 勇 沈国际 (国防科技大学,长沙 410073) 摘 要 介绍一种将ADSP2105和高速A?D引入超声探伤的方法,实现缺陷的定量计算和定 性判别,提高了超声探伤的重复性与可靠性。 主题词 超声探伤 数据处理 缺陷识别 实时处理 AN ULTRASONIC TESTING SYSTEM USING ADSP2105 Luo Feilu L iYong Shen Guoji (N ationalU niversity of Defense Technology) Abstract A n ultrasonic testing system
2、 based on ADSP2105 and high2speed A?D is described, by which quantitative evaluation and identification of flaw s have been realized, and the repetitiveness and reliability of ultrasonic testing have been i mproved. Keywords U ltrasonic testing Data processing Flaw identification Real2ti me processi
3、ng 超声检测(U T)是五大常规无损检测技术之一, 由于具有被测对象范围广、 检测深度大、 缺陷定位准 确及成本低等诸多优点,已成为国内外应用最广泛、 使用频度最高且发展较快的一种无损检测技术1。 在U T这一技术领域中,信号处理已不再是辅助手 段,而是一种基础技术2,直接影响到检测结果的重 复性与可靠性。 本文介绍一种利用ADSP2105(以下 简称2105)组成的U T系统,利用2105的高速数字 信号处理能力,实现了U T信号的高速数据采集与 实时信号处理,提高了U T的可靠性与重复性。 1 ADSP2105的主要特点 2105是美国A nalog Device公司制造的第二代 通用数
4、字信号处理器(DSP)。它实现了Harvard结 构,利用两个相互独立的数据存储总线和程序存储 总线,在每个时钟周期内实现片内操作指令,并同时 获取两个操作数,以达到高速运行指令。在指令方 面, 2105的指令周期为100ns,具有单周期的乘法? 累加指令,以及很强的信号处理专用指令(如FFT 需要的倒位序寻址)和灵活的程序控制指令。 在系统 资源方面, 2105片内具有51216位的数据存储器 和1 02424位的程序存储器,满足一般处理系统 的需要,同时提供存储器控制功能。 2 超声检测系统硬件构成 2. 1 工作原理 超声检测系统原理图如图1所示。在同步电路 的控制下,发射电路激励超声换
5、能器发射超声波,超 声波在被测试样内部遇到缺陷产生回波信号,经调 整放大后进入A?D采样电路,转换为数字信号后送 入2105,通过数字信号处理完成缺陷的识别与分 类。检测结果经主机接口输入微机实现波形和频谱 的显示或进行进一步的分析与处理。 2. 2 主要功能模块设计 2. 2. 1 高速数据采集 由于U T的激励频率很高,缺陷信息也处于高 频段,为尽可能实现信号实时采样,并保证足够高的 采样精度,我们采用了采样频率为40M Hz的10位 A?D转换器件AD 9040。 处理前采样数据先存入 图1 智能超声检测系统 32 第22卷第1期 2 0 0 0年1月 无损检测 NDT Vol . 22
6、 No. 1 Jan. 2 0 0 0 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 标准搜搜网 提供各类标准行业资料免费下载 F IFO(先进先出)中,再由2105顺序取出进行处理, 处理完毕清空F IFO,再开始第二次检测。 2. 2. 2 主机接口 为了增强该系统的功能,我们设计了检测系统 与微机间的主机接口电路,以便将采样数据和处理 结果输入微机作进一步的分析和处理,并借助微机 实现采样波形和处理结果的显示和存储。主机接口 主要由双口RAM构成, 2105根据微机的输入命 令,将采样数据
7、和处理结果存入双口RAM供微机 读取。由于双口RAM具有两组相互独立的数据线 和地址线,微机读数据和2105写数据可以同时进 行,大大提高了2105与微机间的通讯速度。 3 超声信号的数据处理与缺陷识别 3. 1 数字滤波 超声回波信号一般信噪比很低,而高频模拟滤 波器难以实现滤波功能。在研究过程中,我们利用 2105的高速数字处理能力,选择Hanning低通滤波 器3,对采样数据进行数字滤波,除去超声回波信号 中的噪声和高频干扰,提高了采样数据的信噪比。 3. 2 缺陷识别 由于超声发射信号的频率已知,而超声回波信 号的频率分布随缺陷的位置、 大小和种类的变化而 变化,这一变化信息正是缺陷识
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- 利用 ADSP2105 超声 探伤 系统
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