打印
[应用相关]

STM32超声管道检测系统开发!

[复制链接]
楼主: wangjiahao88
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
21
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 13:46 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览
    对于上述脉冲式超声检测装置所存在的问题,对通过超声检测原理的分析。本文以
脉冲反射法原理为基础,设计了一套超声智能检测装置,超声智能检测系统采用下位机
与虚拟仪器相结合的方式,使仪器智能化程度得到了提高。超声智能检测系统中下位机
选用S TM32F 103ZET6为主控芯片,具有性价比高、功耗低等优点;采用LabVIEW2011
作为上位机,完成程序的设计及开发,LabVIEW使用图形化语言编程,可以大大降低
系统的开发难度,节省了人力和财力。本论文将两者有机结合起来,不仅提高了系统的
灵活性,还提高了仪器的智能化程度。硬件电路以STM32为核心,设计了信号发射电
路、以及回波接收电路。系统主要包括了硬件电路设计与软件程序的设计,硬件电路设
计又包括了发射模块电路以及接收模块电路的设计;软件部分的设计则包括了STM32
软件程序的设计开发和LabVIEW上位机程序的设计及开发,完成了对回波信号的处理、
显示以及保存。相比传统的脉冲反射超声检测系统,其检测精度、数字化以及智能化程
度有明显的提高,超声智能检测装置系统的方案如图2-8所示。

使用特权

评论回复
22
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 13:57 | 只看该作者

使用特权

评论回复
23
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 13:58 | 只看该作者

使用特权

评论回复
24
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:00 | 只看该作者

使用特权

评论回复
25
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:01 | 只看该作者
    压电式探头的发射和接收过程分别对应逆压电效应和正压电效应[[31]。
    (l)逆压电效应:当电场作用于压电介质后,在其中的正负电荷中心会产生位移,
宏观上表现为形变,把这种现象称为逆压电效应。因为宏观上的应变的方向和强度的大
小都与电场的方向和强度的大小为正比,所以只要电场的方向或强度发生了改变都会导
致应变的方向和强度的大小产生相应的改变。因此,如若把压电介质放到合适交变的电
场当中,就会有压缩与拉伸交替的现象出现,就是振动的现象,其振动频率和交变电压
频率是一致的[[33]。在这个过程压电材料就已经将电信号转换成了声信号,若此时将其和
被检测的弹性介质藕合,就可以把此超声波的信号发射到弹性介质当中,也就是发射的
过程。
    (2)正压电效应:前面介绍了逆压电效应,与其相反的过程就是正压电效应。当超
声波反射回来的信号作用于压电介质时,压电晶体发生受迫振动,压电晶体就在轴向上
表现为交替的压缩和拉伸,压电晶体内部的正负电荷因为这种交替形变产生了中心位置
的移动,最后导致交替极化。极化过程是使压电晶体的两端面上产生相反的正负束缚电
荷,即就是正压电效应。在整个过程中,换能器的作用是把声信号转换成电信号,也就
是处在接收状态。在超声波探伤中,探测金属材料使用最多的频率为2. SMHz,本次系
统的超声探伤探头的频率也采用2. SMHz,且为收发一体式的纵波单晶圆型直探头[[34]

使用特权

评论回复
26
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:01 | 只看该作者

使用特权

评论回复
27
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:01 | 只看该作者

使用特权

评论回复
28
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:02 | 只看该作者

使用特权

评论回复
29
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:04 | 只看该作者

使用特权

评论回复
30
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:04 | 只看该作者

使用特权

评论回复
31
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:04 | 只看该作者

使用特权

评论回复
32
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:05 | 只看该作者

使用特权

评论回复
33
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:06 | 只看该作者

使用特权

评论回复
34
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:07 | 只看该作者
    AD603的内部含有一个七级的R-2R梯形网络组成的0}42dB的可变衰减器以及一
个固定增益放大器,可以通过外部的反馈网络来改变此放大器的增益来使AD603的增
益满足系统的需要。超声回波信号从芯片的3脚进入衰减器,之后通过增益的放大器来
放大。VG表示的是差分输入时的增益控制电压,即1脚与2脚之差,范围为一0. 5}+0. 5 V
其可以用来控制衰减器增益的大小,外接不同的反馈网络可以改变放大器增益的大小。
使AD603可以满足系统对不同条件增益的要求。图3-10为可控增益放大电路的原理图。


使用特权

评论回复
35
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:07 | 只看该作者

使用特权

评论回复
36
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:11 | 只看该作者

使用特权

评论回复
37
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:11 | 只看该作者

使用特权

评论回复
38
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:14 | 只看该作者

使用特权

评论回复
39
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:15 | 只看该作者
    AD9283其主要的性能有:
    }1)模拟输入存在两种输入方式,即差分输入和单端输入;(2)芯片只需要一个3.3V
的单电源和一个时钟信号就可以正常工作,且不需要驱动,并且数字、模拟电源的引脚
是分开的;}3)模拟信号峰峰值的范围在O}1V之间;(4)在芯片的内部具有一个参考电
压(X1.25 V) ;  }5)最高采样速率可达100MSPS,可以达到系统的要求;(6)输出接口支持
高速并行工作;(7)低功耗,即使工作在最高采样率的情况下功耗也能够控制在90mW
以内。
    在图3-16所示的A/D采样电路中,AD9283转换芯片采用的工作状态为单端输入,
即模拟输入端为单端输入方式,电源供电方式采用3.3V单电源,参考电压由AD9283
内部的参考电源自行供电。在设计的电路中,为了使模拟供电端口所提供的模拟电压更
为精确,所以采用了电感滤波来减少数字信号产生的干扰。由于AD9283芯片的输入电
压范围在士1V之间,所以对于要进行转换的模拟电压信号而言,需要设计一个前端处理
电路。来对即将输入的模拟信号进行滤波、限幅后送给芯片的AIN端。

使用特权

评论回复
40
wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-11 14:15 | 只看该作者

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则