Целью данной работы является реализация системы неразрушающего контроля на базе ультразвуковой фазированной решетки для обнаружения дефектов в изделиях из различных металлических и неметаллических материалов.
Применение ультразвуковой фазированной решетки позволяет обеспечить изменение параметров сканирования путем создания направленных лучей или фокусировки излучения в определенной точке контролируемого объекта. Несмотря на большое количество достоинств, разработка таких систем сопряжена с рядом сложностей, например, высокая частота зондирующего сигнала (1-10 МГц) и большое количество каналов, что приводит к необходимости обрабатывать большой поток экспериментальных данных. В рамках данной работы предлагается использовать для обработки высокочастотного потока измерительных данных программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Для реализации системы неразрушающего контроля на базе ультразвуковой фазированной решетки была выбрана микросхема ПЛИС LX50T семейства Virtex 5 компании Xilinx, Inc. Структурная схема канала приема ультразвукового сигнала системы представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема канала приема ультразвукового сигнала
Для поддержания необходимой точности, помимо АЦП, необходим фильтр, а так же усилитель с ВАРУ (временная регулировка усиления), так как должно производиться дополнительное усиление эхо-сигнала, отраженного от более глубоких слоев образца, пришедшим в более позднее время и являющегося более слабым, чем сигнал от верхних слоев. Эти цепи усиливают сигнал до необходимого для АЦП уровня, фильтрацию сигнала от помех и сигнала зеркальных частот. При этом до этого эхо-сигнал должен усилиться в предварительном усилителе (ПУ) для повышения чувствительности системы.
Для управления всеми элементами системы внутри ПЛИС синтезируется программный процессор. Система работает следующим образом. Поступающие сигналы усиливаются, преобразуются в цифровую форму и подвергаются предварительной обработке в ПЛИС. Последующая обработка осуществляется на компьютере, подключенном к ПЛИС по интерфейсу Ethernet.
Список литературы:
- Бархатов В.А. «Развитие методов ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений»
- Xilinx Virtex 5 LX50T. Справочное руководство.
https://www.xilinx.com/support/documentation/university/XUP%20Boards/XUPGenesys/documentation/Genesys_RM_VC.pdf (дата обращения: 14.04.2015) - Проектирование автоматизированных систем измерения, контроля и управления РЭС: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999. 40 с. УДК 681.518.3
- Голямина И. П.Ультразвук: Маленькая энциклопедия. М.: «Советская энциклопедия», 1979. — 400с.[schema type=»book» name=»Система неразрушающего контроля на базе фазированной ультразвуковой решетки» description=»Данная работа посвящена разработке автоматизированной системе неразрушающего контроля на базе фазированной ультразвуковой решетки. Данная система позволяет вводить измерительные сигналы в режиме жесткого реального времени и осуществлять ее эффективную обработку, используя функциональные возможности программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). Метод проведения исследования заключается в совокупном применении официального программного обеспечения Xilinx ISE Design Suite от компании Xilinx и ПЛИС LX50T семейства Virtex®-5 той же компании, которая реализована на специальной отладочной плате Genesys™ от компании Digilent. Результат: разработка данной системы еще не окончена, но в ходе данного исследования нам удалось синтезировать процессорное ядро внутри ПЛИС, разработать структурную и функциональную схемы устройства.» author=»Сафин Булат Галимзянович, Каллаур Валентин Олегович, Зуев Олег Юрьевич» publisher=»БАСАРАНВОИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]