【正文】 展，客觀的需要畢竟是一種專業(yè)可以發(fā)展的最大動(dòng)力。如英國的 UCT2 超聲波檢測儀，重達(dá) 24Kg，各單位積極開展試驗(yàn)研究工作，在一些工程檢測中取得了較好的效果。但當(dāng)時(shí)這種儀器只有個(gè)別科研單位使用，建工部門使用不多。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體元件逐漸代替了電子管器件，更有利于無損檢測技術(shù)的推廣普及。該儀器采用TTL 線路，數(shù)碼顯示，儀器重量為 5Kg。目前，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造，電子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工業(yè)領(lǐng)域。目前，相位探測法和聲譜輪廓分析法或二者結(jié)合起來的方法是主要的降低探測傳輸不確定度的方法。目前國內(nèi)也相繼出現(xiàn)了各類數(shù)字化超聲波檢測設(shè)備，并已成為超聲波檢測的發(fā)展方向。另外，也有大量的文獻(xiàn)研究采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和小波變換理論來提高傳輸時(shí)間的精度。國際上對(duì)超聲波檢測數(shù)字化技術(shù)的研究非常重視，國外生產(chǎn)類似產(chǎn)品和研究的公司有美國的泛美（PANAMETRICS）公司、METEC公司，加拿大的R/D TECH公司，德國的KK公司、法國的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，上述這些公司生產(chǎn)的超聲波檢測采集、分析和成像處理系統(tǒng)的技術(shù)水平較高，在世界上處于領(lǐng)先水平。超聲儀研制呈現(xiàn)一派繁榮景象。目前，計(jì)算機(jī)市場價(jià)格大幅度下降，采用非一體化超聲波檢測儀器，計(jì)算機(jī)可發(fā)揮它一機(jī)多用的各種功能，實(shí)際上是最大的節(jié)約。主要介紹超聲波探傷儀的原理、結(jié)構(gòu)組成、單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)以及LabVIEW的上位機(jī)設(shè)計(jì)。第四章 基于LabVIEW的探傷儀的上位機(jī)設(shè)計(jì) 主要介紹LabVIEW的上位機(jī)的組成和各個(gè)模塊的詳細(xì)功能。超聲探傷具有靈敏度高、快速方便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、冶金、化工設(shè)備、國防建設(shè)等部門，已成為保證產(chǎn)品質(zhì)量、確保安全的一種重要手段。由于這些方法具有各自的特點(diǎn)，所以廣泛用來對(duì)金屬和非金屬材料及其制品進(jìn)行無損檢驗(yàn)。缺點(diǎn)是不能知道缺陷的深度位置；缺陷探測靈敏度一般比反射法低，難以檢查較小缺陷。它多用于檢測物體表面的成層情況，例如用來檢查基體材料上附粘的膜片是否粘接上等。該系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心控制器件，主要由主機(jī)控制、發(fā)射電路、信號(hào)調(diào)理電路、探頭、上位機(jī)顯示等部分組成。這種易于識(shí)別的LabVIEW圖形符號(hào)，使得使用者不必像學(xué)習(xí)其他語言一樣，花費(fèi)過多的時(shí)間去了解編程語法等基礎(chǔ)知識(shí)，因而即使只有很少編程經(jīng)驗(yàn)的人也能很快學(xué)會(huì)LabVIEW的基本操作。與傳統(tǒng)的儀器技術(shù)不同，虛擬儀器技術(shù)是指在包含數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)需求可以高效率的構(gòu)建形形色色的測量系統(tǒng)。LabVIEW不僅提供了遵從GPIB、VXI、RS232和RS485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通信的全部功能，還內(nèi)置了支持TCP\IP、ActivX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。LabVIEW是面向設(shè)計(jì)、控制與測試的LabVIEW圖形化開發(fā)平臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于嵌入式設(shè)計(jì)與原型構(gòu)造、工業(yè)監(jiān)控、自動(dòng)化測試測量、濾波器設(shè)計(jì)/DSP、高級(jí)控制、HMI/SCADA、數(shù)據(jù)記錄與NVH通信測試系統(tǒng)、原型構(gòu)造、工業(yè)控制（PID）機(jī)器視覺與運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域。單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要有一個(gè)時(shí)鐘電路，和一個(gè)復(fù)位電路。單片機(jī)的時(shí)序就是CPU在執(zhí)行指令時(shí)所需控制信號(hào)的時(shí)間順序。因此選擇了內(nèi)部時(shí)鐘方式。在實(shí)際連接中，為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定。單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。發(fā)射電路通常有調(diào)諧式和非調(diào)諧式兩種。 發(fā)射電路在發(fā)射控制信號(hào)的作用下，產(chǎn)生激勵(lì)超聲波探頭的高壓脈沖信號(hào)。Q 4 漏極經(jīng)R6 接高壓。電阻大時(shí)阻尼小，發(fā)射強(qiáng)度大，儀器的分辨力低，適合探測厚度大，對(duì)分辨率力要求不高的試件。圖中電阻R9相對(duì)于發(fā)射電路中的可調(diào)電阻R8要足夠大，選取阻值50KΩ，用以消除接收電路對(duì)發(fā)射電路產(chǎn)生負(fù)載效應(yīng)。AD603具有線性分貝、低噪聲、寬頻帶、高增益精度以及增益控制靈活等特點(diǎn)，其高達(dá)50 MΩ的阻抗能夠保證信號(hào)充分加載到后級(jí)電路中。AD603的這種可變?cè)鲆婀δ苁瞧渌\(yùn)算放大器所不能比擬的。 (1)當(dāng) AD603 輸出端VOUT與反饋端FDBK短接時(shí)，Gain(dB)=40VG+10；此時(shí)增益范圍為10～+30 dB，帶寬為90 MHz。 由此可見，AD603的增益控制是相當(dāng)靈活的。通過調(diào)節(jié)電位器R14，可以調(diào)整GPOS與GNEG間的電壓在0～ V之間，如果將電位器R13的阻值調(diào)至0，則使得放大器的增益變化范圍是10～30 dB。美國TI公司的LH033也是緩沖器, 其輸入阻抗達(dá) , 寬頻帶(DC～100MHz ) , 輸出電阻為6Ω, 轉(zhuǎn)換速率高(1 kV/181。檢波后的緩沖由LH033 和AD810 兩部分組成。AD8036 作為增益為1 的反相放大器, 輸入送到反相輸入端 ， 同時(shí)也送到低電平鉗位端VL ，高電平鉗位端懸空, 不起作用。其由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、256電阻階梯、樹狀開關(guān)、逐次逼近式寄存器SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。ADC0809的時(shí)鐘由單片機(jī)提供，經(jīng)由ALE取得，如果信號(hào)頻率過高，可采用分頻電路進(jìn)行分頻。在常用的超聲檢測系統(tǒng)中，VH電壓在數(shù)十伏至幾百伏的范圍內(nèi)。 5V電源電路、 +5V電源產(chǎn)生電路此+5v電源為硬件電路圖中的各種器件提供電源電壓，如圖311所示，為+5v電源產(chǎn)生電路： 5v電源產(chǎn)生電路規(guī)格：輸入電壓= 220V177。經(jīng)過以上軟件的處理就能把基于單片機(jī)的超聲波探測儀采集到的探傷信號(hào)通過串口傳送到計(jì)算機(jī)中，利用計(jì)算機(jī)中的探傷處理軟件獲取探傷信息。在本系統(tǒng)中為了增加軟件的操作權(quán)限，本設(shè)計(jì)還增加了用戶登錄功能，只有相應(yīng)權(quán)限的操作者使用相應(yīng)的密碼才能登錄系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。從圖9中可以直觀的看出界面主要分為信號(hào)顯示區(qū)、報(bào)警區(qū)、數(shù)據(jù)保存區(qū)和系統(tǒng)操作界面區(qū)。圖 10系統(tǒng)顯示探傷線束區(qū)如圖11所示，主要包括探傷位置的顯示和傷痕幅度的顯示。利用LabVIEW進(jìn)行系統(tǒng)的編程，可以簡單直觀地在程序面板中添加系統(tǒng)需要的函數(shù)，這樣可以輕松地創(chuàng)建程序結(jié)構(gòu)。LabVIEW的事件結(jié)構(gòu)在一定程度上提高了CPU的效率，但是事件結(jié)構(gòu)具有三大黃金法則，時(shí)間結(jié)構(gòu)必須放在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，事件結(jié)構(gòu)外的循環(huán)必須有單獨(dú)的結(jié)束操作，事件結(jié)構(gòu)內(nèi)不能放置循環(huán)結(jié)構(gòu)。14 軟件框圖從圖中可以看出基于LabVIEW設(shè)計(jì)的超聲波探傷系統(tǒng)的程序框圖是圖形話的編程語言，它主要包括事件的捕捉和事件的處理。本文所設(shè)計(jì)的超聲波探傷儀的下位機(jī)以單片機(jī)為控制核心，并搭載超聲波采集和發(fā)生信號(hào)電路，通過串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，上位機(jī)以LabVIEW為軟件平臺(tái)，開發(fā)了超聲波探傷儀的上位機(jī)程序。[5] 130141。:24—25[9] 張旭輝，馬宏偉。戰(zhàn)略，2002:24—26[10] 張易知，:西安電子科技大學(xué)出版社，2002