基于单片机的超声波探伤仪

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基于单片机的超声波探伤仪。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

摘要

超声波探伤仪是目前工业制造和现代化检测的重要途径之一,广泛的应用在质量检测和产品检测中,通过使用其产品能够有效地降低产品次品的风险。尽管随着电子技术的发展, 国内出现了一些数字化的超声检测仪器,但其数据处理及扩展能力有限,缺乏足够的灵活性。本设计超声检测技术,基于AT89C52单片机开发的超声探伤仪智能系统的硬件组成、软件设计和抗干扰措施, 以脉冲反射式超声探伤仪为代表研制完成一个良好的数字化的超声检测平台,该系统具有测量、数字显示、A/D转换等功能, 并具有工作稳定、性能好等优点。为以后进一步的更深入的超声数字信号处理研究打下了良好的基础。

超声检测是无损检测的主要技术之一,已被广泛地应用于在线质量控制、在役设备和关键零部件的安全检测之中。超声波探伤仪作为超声波检测技术实现的载体,在超声波检测中具有重要的研究意义。为提高超声检测的可靠性和效率,开发研制数字化、智能化、自动化、图像化的超声波无损探伤系统是当今无损检测技术的必然趋势。

本文主要介绍超声波透射式探伤仪的设计,首先介绍超声波检测的基本原理以及其发展历史、目前现状等。然后对设计中的数字式超声波探伤仪的总体设计及各功能模块进行了探讨,确定了探伤仪设计的解决方案并对系统解决方案中的主控芯片和可编程逻辑控制芯片进行了选型。之后重点研究数字化超声波探伤仪系统的硬件设计,包括超声波的发射电路,接收电路,信号调理电路以及数据采集处理系统的设计和实现。最后介绍了数字超声无损探伤仪系统的软件设计,对系统软件设计的总体流程、超声波激励脉冲信号产生、数据采集系统的逻辑控制以及回波信号的数据处理进行了介绍。

关键词:无损检测;超声波探伤;AT89C52;信号调理,高速数据采集

 

Abstract

Ultrasonic nondestructive testing is one of the most widely used nondestructive testing methods in modern industrial production. It is of great significance to improve the quality and reliability of products.With the development of electronic technology, some digital ultrasonic testing instruments have appeared in China, but their data processing and expansion capabilities are limited and they lack sufficient flexibility.Ultrasonic testing technology, the design of ultrasonic flaw detector intelligent system based on AT89C52 single chip microcomputer development hardware composition, software design and anti-interference measures, represented by the pulse reflection type ultrasonic flaw detector was developed to complete A good platform for the digital ultrasonic testing, the system has measurement, digital display, A/D conversion, and other functions, and has the advantages of working stability, good performance.It lays a good foundation for further research on ultrasonic digital signal processing.

Ultrasonic testing is one of the main techniques of nondestructive testing. It has been widely used in online quality control, in-service equipment and safety testing of key parts.As the carrier of ultrasonic testing technology, ultrasonic flaw detector has important research significance in ultrasonic testing.In order to improve the reliability and efficiency of ultrasonic testing, it is an inevitable trend to develop a digital, intelligent, automatic and pictorial ultrasonic nondestructive testing system.

This paper mainly introduces the design of ultrasonic transmissive flaw detector, first introduces the basic principle of ultrasonic testing and its development history and present situation.Then, the overall design and functional modules of the digital ultrasonic flaw detector are discussed, the design solution of the flaw detector is determined, and the main control chip and the programmable logic control chip in the system solution are selected.Then the hardware design of the digital ultrasonic flaw detector system was studied, including the design and implementation of the transmitting circuit, the receiving circuit, the signal conditioning circuit and the data acquisition and processing system.Finally, the software design of digital ultrasonic nondestructive flaw detector system is introduced, and the overall process of system software design, the generation of ultrasonic excitation pulse signal, the logic control of data acquisition system and the data processing of echo signal are introduced.

Keywords: Nondestructive testing;Ultrasonic testing;AT89C52.Signal conditioning, high-speed data acquisition

目录

摘要............................................................................................................................. I

Abstract................................................................................................................... III

第一章 绪论............................................................................................................. 1

1.1研究目的与意义........................................................................................ 1

1.2超声波检测技术的发展............................................................................ 3

1.3超声波探伤仪的发展................................................................................ 6

1.4课题研究内容及章节安排........................................................................ 8

第二章 超声波检测基本原理及方法................................................................... 8

2.1超声波的基本性质.................................................................................... 8

2.1.1超声波的速度及波长.................................................................... 9

2.1.2超声波的衰减................................................................................. 9

2.2超声换能器................................................................................................. 9

2.2.1超声换能器的定义......................................................................... 9

2.2.2超声换能器的主要性能参数...................................................... 10

2.3超声波探伤的原理.................................................................................. 10

2.3.1超声波探伤方法的分类.............................................................. 10

2.3.2透射式检测方法........................................................................... 10

2.4机械振动与超声波.................................................................................. 12

2.4.1超声场的基本物理量和超声波波型......................................... 12

2.4.2金属探伤中的超声波波型.......................................................... 13

2.5超声场及介质的声参量.......................................................................... 14

2.5.1描述超声场的物理量.................................................................. 14

2.5.2介质的声参量............................................................................... 15

第三章 系统硬件整体结构框图及设计............................................................. 15

3.1系统硬件整体结构框图.......................................................................... 15

3.2主控制器设计.......................................................................................... 16

3.2.1芯片介绍....................................................................................... 16

3.2.2时钟电路设计............................................................................... 19

3.2.3复位电路设计............................................................................... 19

3.3超声波控制电路...................................................................................... 20

3.3.1超声波传感器............................................................................... 20

3.3.2超声波电路设计........................................................................... 21

3.4报警电路................................................................................................... 21

3.5显示电路设计......................................................................................... 22

第四章 系统软件部分设计.................................................................................. 24

4.1主程序流程图.......................................................................................... 24

4.2 程序设计.................................................................................................. 25

第五章 系统仿真调试部分.................................................................................. 32

5.1  软件研发的背景................................................................................... 32

5.2  软件程序设计....................................................................................... 33

5.3  基于Proteus电路图绘制.................................................................... 34

第六章 结束语....................................................................................................... 35

参考文献................................................................................................................. 37

致谢.......................................................................................................................... 39

第一章 绪论

1.1研究目的与意义

超声波探伤检测技术是目前较为先进且应用十分广泛的检测技术,普遍的应用在产品质量检测方面,有效地降低产品的次品率。当我们检测材料或产品是否有损坏时,我们可以根据其内部的结构特征,利用声、光等过程的改变来检测材料的其内部是否有残缺,最终能够对发生残缺的部位进行确认。

在本次毕设研究当中,主要是针对智能超声波探伤仪控制系统这一方向进行学习的。本次智能超声波探伤仪控制系统主要控制器是使用Flash存储器的AT89C52单片机,使用几种传感器来收集数据,进而传输给单片机,单片机对数据进行分析和处理,让超声波探伤仪能够智能测量测量、数模转换、显示数据等功能,能够做到控制超声波探伤仪的智能化和准确化。电路中主要的控制部分主要由控制电路、数据转换电路、信号采集电路、显示电路等组成,从而达到设计要求,在方便操作人员的基础上,还提高了操作人员的快捷性。

超声波探伤仪是目前市场上至关重要的测量设备,准确性、快速性逐渐成为智能超声波探伤仪的显示要求,更要方便用户实时监控和实时测量,从而有效的将市场上比较落后的机械式测量装置,同时逐步成为超声波探伤仪行业的佼佼者。在此次智能超声波探伤仪设计开发工程中主要用编程为主进行软件开发,以嵌入式开发系统为核心,硬件电路主要采用ADC0809数模转换器,该数模转换器精度较高。但是由于传感器采集到信号后输出为模拟电压值,需要对其进行数模转换,转换成嵌入式开发系统能够识别的数字电压信好,然后对其进行进一步处理,并通过LCD显示屏将数据呈现出来,设计成本相对较低,并且可以满足实际的需求。该智能超声波探伤仪设计的优势主要体现在以下几点:1、满足对数据的实时测量存储;2、对上限值可进行修改或者重新设置;3、测量精度比较高;4、数据传输显示速率高,准确性高。

因为超声波应用十分广泛,在不同的场合应用时需要不一样的探头,同时对超声波信号的处理和控制是不同的,因此某一类的无损探伤设备,通常只能适应于一种或几种应用场合。为使超声波探伤设备具有更好的应用范围、更高的处理算法和更快的更新周期,可采用虚拟式超声波无损探伤设备。我们根据系统中的传感器的输入输出进行信号的采集和测量,然后传输给单片机系统进行信号处理,从而实现超声波探伤检测系统。该系统是虚拟仪器技术与传统超声探伤系统相结合的产物。

现如今,国外的超声波检测技术相对比较先进,采用目前比较先进的计算机技术、信息和图像处理等先进的方法,在使用这些方法的基础上,己经可以最大限度地从被测对象中挖掘出有用的信息。我们可以采用很多种智能控制的方式,比如人工智能、模糊控制算法等,使其能够清晰准确的探测是产品内部是否具有缺陷,判断其位置、大小和性质,而且可以利用回波法对工件进行扫查,将回波数据存于计算机内,针对被测产品的性能、质量进行分析并给出结果。

 完整版论文+原理图+程序+Proteus仿真点击如下链接下载:

https://download.csdn.net/download/weixin_45905610/88481019

基于单片机的超声波探伤仪设计资源-CSDN文库文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-847760.html

到了这里,关于基于单片机的超声波探伤仪的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 基于51单片机的超声波测距及温度显示

    (仿真+程序+PCB+原理图+设计报告) 功能介绍 具体功能: 1.超声波测距传感器HC-SR04、温度传感器DS18B20将检测的数据传给51单片机; 2.LCD1602实时显示测得的距离和温度; 3.按键可以设置距离的上下限; 4.距离超过设定范围,蜂鸣器+LED产生声光报警; ​演示视频: 基于5

    2024年04月24日
    浏览(51)
  • 基于c51单片机超声波测距仪

            整个系统由AT89C51,超声波电路,显示电路和报警电路,按键控制组成,系统复位后,首先对各模块进行初始化,初始化后根据超声波模块返回的回波进行数据计算,把数据显示到LMO16L液晶显示器上,并与设定的报警值相比较,小于报警值则蜂鸣器响起、指示灯亮

    2024年02月04日
    浏览(54)
  • 超声波测距模块HC-SR04详解(基于51单片机)

    本篇文章是个人整理的包含超声波测距模块HC-SR04的基本介绍与基本工作原理以及分别通过LCD1602、数码管和串口显示距离的实例讲解与代码的笔记,部分内容来自《HC-SR04超声波测距模块说明书》,代码使用模块化编辑,部分模块来自江科大自化协的51单片机教学视频。 希望大

    2023年04月16日
    浏览(52)
  • 基于51单片机驱动HC-SR04超声波模块(LCD1602显示)

    点击图片购买 HC- SR04+是一款宽电压工作的超声波测距模块。模块外形尺寸及软件与老版本 HC- SR04完全兼容;可以与老版本HC SR04无缝切换。低至3V的低工作电压, 使其与3.3V供电的MCU可以直接连接。 特点 探测角度: 15° 采用工业级MCU,工作温度:-20C~80C 探测距离:5V:2cm-- 450cm;3.3V: 2c

    2024年02月02日
    浏览(61)
  • 【毕业设计】基于超声波智能跟随小车 - 单片机 物联网 stm32 c51

    自动跟随小车系统由两部分组成:跟随小车和移动目标携带装置。 工作原理:跟随小车系统通过无线通信模块发送寻找信号,同时超声波接收器开始计时,如果移动目标接收到无线寻找信号,则立即发送超声波信号。这样小车的三角超声波接收器陆续收到超声波信号,CPU通过

    2023年04月08日
    浏览(69)
  • 51单片机学习笔记7 -- 超声波测距

    1.超声波 蝙蝠和某些海洋动物都能够利用高频率的声音进行回声定位或信息交流。它们能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去,利用折回的声波来定向,并判定附近物体的位置、大小以及是否在移动。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能

    2023年04月12日
    浏览(45)
  • 【51单片机练习1——超声波测距+LCD12864显示】

    PS:这是人生中的第一篇博客,记录了我人生中的第一次实习工作。与其说是博客文章,这些更像是一个小白的流水账日记,可能会有很多错误和有待优化的地方,希望各位大佬可以多多提出。如有问题可以私信联系。 行文过程中,欲说尽心中无限事,感慨万千。不过各位“

    2024年02月04日
    浏览(61)
  • 51单片机使用HC-S104超声波模块

      HC-S104超声波模块是一种测量距离的传感器,可以用于51单片机的测距应用。下面是使用HC-S104超声波模块的步骤: 1.将HC-S104超声波模块的VCC引脚连接到51单片机的3.3V或5V电源,GND引脚连接到51单片机的GND,TRIG引脚连接到51单片机的一个可编程输出口,ECHO引脚连接到51单片机的

    2024年02月12日
    浏览(61)
  • 【C语言】51单片机超声波测距(实作 非仿真)

    一、设计目标     使用51单片机和超声波测距模块实现超声波测距。 二、主要功能     超声波测距。 三、硬件部分     51单片机,超声波测距模块,导线,动态数码管,74HC245芯片,74HC138芯片。 图1                       图2   图3   图4     图1为超声波测距模块的

    2024年02月09日
    浏览(49)
  • 51单片机的超声波测距系统【proteus仿真+程序+报告+原理图】

    该系统由AT89C51单片机+数码管模块+LED指示灯模块+按键模块构成。 利用51单片机实现超声波测距功能。利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时。系统定时发射超声波,在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器,利用定时器的计数功能记录超

    2024年02月11日
    浏览(173)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包