数字化超声波探伤仪系统组成详解

数宇化超声波探伤仪采用单片机智能检测技术，系统由主、从CPU及相应功能模块组成，如图4-55所示。

主、从CPU均采用8031单片机。其中，主CPU及相关模块用于采集、存储探伤回波波形并根据探伤工艺对采集的波形进行处理及其相关分析，管理键盘和微型打印机等，如及时发现报警闸门中的损伤点，测量某一回波的幅值和声程，进行工作模式切换等；从CPU及相关模块用于控制示波管显示中文菜单、回波波形、测量信息、探测结果、报警闸门、可移动标尺等。主、从CPU按照协议通过通信模块进行信息交换。

主CPU对回波信号进行采集，由于回波信号的脉冲尖峰非常窄，一般只有0.6～1.0μs左右，所以数据采集速度要求非常高，一般需达10M以上（0.1μs一个采样点）。本系统采用了CA3318高速A/D芯片进行数据采集；采用HM 62256-60进行瞬时数据存储；并利用74LS161及74LS157等芯片构成DMA控制器进行存储单元的地址修改，提供相应的读写控制信号，从而满足了信号高速采集的需要。

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图4-55 数宇化超声波探伤仪系统功能模块

由于采样速率高、回波间隔长，一帧波形的采样数据量高达30KB以上。为了实现多帧存储，本系统采用了两类存储器。其中，瞬时数据存储采用一片HM 62256-60高速存储芯片；长期数据存储则采用了三片HM 628128-100常规存储芯片，可保存十帧以上波形数据，并都具有掉电保护功能。利用示波管扫描间隙将瞬时数据从高速存储器转存到常规存储器中，从而成功地解决了实时采集与数据存储之间的矛盾，数据还可通过通信模块传送到PC机作进一步处理。