[摘要]将虚拟仪器技术运用于无损检测仪的设计中,结合现代计算机技术开发出超声检测仪软件系统,该系统具有功能全,适于现场实时检测,界面友好等优点。
1 引言
超声检测(UT)是无损检测技术之一,与其它常规检测技术相比,具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场使用等优点,因此国内外应用十分广泛,且发展较快。超声波在材料或物件中传播时,就携带有表征该材料或物件性能和质量的信息,用于提取这些信息来分析和评价被检测对象的性能和质量情况的仪器,即为超声检测仪。虚拟制造技术(VMT)是当今最流行的先进制造技术之一。本文将先进的VMT技术运用到超声检测仪的设计、制造中。虚拟仪器(VI)的研究是当今研究热点之一,它是计算机技术同仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器,是对传统仪器概念的重大突破,是仪器领域内的一次革命。用于材料探伤的虚拟超声检测仪是一种主要靠软件实现其功能的仪器,具有结构简单,一机多用,测量精度高,成本低等特点。
2 系统的组成
本文研究的虚拟数字式探伤仪的结构如图1所示。
该系统的硬件部分由探头,发射与接收电路(同步电路、发射电路、时基电路、接收电路、电源电路),数控放大器(≥119db),数字采样器(A/D转换器、40MHz),计算机等组成。
该系统的软件设计采用模块化软件结构,由通用软件和专用软件组成。通用软件主要有以下几个部分:数据输入、数据暂时保存、平均法去噪声、高频滤波、检测模块、声速测定、坐标零点测定、厚度测定、水平位置测定、折射角测定、探头前沿测定、DAC曲线的制作、缺陷的定位分析、定量分析、频谱分析、波形的展宽、闸门控制、报警等等;专用软件包括:探伤报告、软件接口等等。
超声探伤仪的探头利用其压晶片的正、逆压电效应产生高频(一般为0·5 ~ 10MHz)的超声波,超声波遇到障碍物(材料中伤痕)产生回波,探头接受回波并将其转为电压信号。由于其接受的电压信号十分微弱,一般为毫伏级,所以经过放大器将信号放大,得到较强的模拟信号。再经过高频A/D转接器的数字采样,将模拟信号转化为数字信号,输入计算机进行数字信号处理。
3 软件系统的开发
在一定配量的计算机与仪器硬件确定下来后,软件的开发成为构造和使用虚拟仪器的关键,本文是在可视化编程环境Visual Basic 5·0中开发虚拟超声检测仪的软件系统,开发的软件能实现下列主要功能:
(1)能对原始信号进行处理、分析。其功能达到现代数字式超声检测仪所能达到的水平。
(2)有完善的错误捕捉功能,能对用户的各种误操作迅速作出响应,保证软件使用的稳定性,防止系统崩溃。
(3)能支持键盘和鼠标操作,有良好的图形化用户界面,方便用户使用。
(4)检测结果与检测数据处理都能用数字形式在屏幕上作出显示。
(5)软件适合现场流程工作,软件有相当的存储空间,能将制成的工艺完整的保存下来,并能随时 调用,适用于流水线作业。
系统的结构流程图如图2所示。
4 结束语
本软件经过测试,具有以下特点:熟悉友好的中文界面,较好的现场实时测量功能,强大的信号处理和分析功能,模块设计,完善的分析报告打印,较低的硬件配置。本软件适用于A型超声波检测,并可用于教学和科研中。
参 考 文 献
[1]吕丽民·Visual Basic 5·0入门与技巧·人民邮电出版社,1998
[2]周泓,等·虚拟仪器驱动程序设计·工程设计,1998,(2):34 ~ 36
[3]关云隆·超声检测·国防工业出版社,1987
作者简介:雷良育,男,34岁,硕士,讲师,从事机电工程控制与测试技术的教学与研究工作。
