基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中期報(bào)告_第1頁
基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中期報(bào)告_第2頁
基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中期報(bào)告_第3頁
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基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、選題背景和意義焊縫作為工業(yè)生產(chǎn)中常見的連接方式,無論是在汽車制造、航空航天、建筑結(jié)構(gòu)、船舶制造等領(lǐng)域中都具有非常重要的地位。然而,由于焊接過程的復(fù)雜性以及焊接質(zhì)量的差異性,焊縫的質(zhì)量缺陷也是非常常見的。因此,為了保證焊縫的質(zhì)量和作業(yè)安全,需要采用非破壞性檢測技術(shù)對焊縫進(jìn)行探傷檢測,其中TOFD超聲檢測技術(shù)是一種非常常用和有效的方法?,F(xiàn)有的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大多數(shù)采用傳統(tǒng)的模擬電路設(shè)計(jì)方案,由于其硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜,易受干擾,且數(shù)據(jù)處理速度相對較慢。而基于FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、成本低廉,可靠性高,易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。因此,本課題旨在利用FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)一種TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)超聲信號的采集、實(shí)時(shí)處理及顯示。二、主要工作的完成情況本課題的主要研究內(nèi)容是基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目進(jìn)行的中期,我們已完成以下工作:1.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用FPGA,AD采集芯片,LCD顯示屏等硬件構(gòu)筑而成,具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。其中,F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)超聲信號的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和實(shí)時(shí)處理,AD采集芯片負(fù)責(zé)將超聲信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號輸出給FPGA,LCD顯示屏用于顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。2.硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì),我們完成了硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試。其中AD采集電路中的參考電壓電源和OP放大電路的電路調(diào)試是關(guān)鍵,我們通過分析其輸出電壓的大小和采樣率的變化,最終得到了穩(wěn)定的模擬電信號。3.超聲信號采集及實(shí)時(shí)處理程序設(shè)計(jì)我們使用Verilog語言編寫了超聲信號采集及實(shí)時(shí)處理的程序。主要包括采樣控制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示等模塊。4.系統(tǒng)測試完成硬件電路和程序的設(shè)計(jì)后,我們進(jìn)行了系統(tǒng)測試。測試結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)超聲信號的高速采集、實(shí)時(shí)處理及顯示,且數(shù)據(jù)處理速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的模擬電路設(shè)計(jì)方案。三、存在的問題和下一步的工作在項(xiàng)目的實(shí)施過程中,我們也遇到了一些問題:1.由于AD采集電路中的參考電壓電源和OP放大器電路會受到環(huán)境溫度的影響,故在長時(shí)間運(yùn)行的情況下,會出現(xiàn)電壓變化導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏移問題。2.由于FPGA運(yùn)行時(shí)的功耗較大,需要較大的散熱器,散熱系統(tǒng)的調(diào)試也是一個(gè)難點(diǎn)。下一步的工作:1.對于AD采集電路中的參考電壓和OP放大器電路,我們需要采取更加可靠的電路設(shè)計(jì)方案,減少它們受環(huán)境溫度的影響。2.對于FPGA的散熱和功耗問題,我們將采取降低功耗、使用風(fēng)扇散熱等方法來解決。4.結(jié)論在本次中期報(bào)告中,我們介紹了基于FPGA的TOFD超聲焊縫探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我們已完成了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)

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