多通道超声波探伤系统软件设计与实现

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1、南京航空航天大学硕士学位论文多通道超声波探伤系统软件设计与实现姓名：韩中波申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐大专20081201南京航空航天大学硕士学位论文摘要超声波探伤技术在无损检测领域占有重要地位，目前广泛应用于机械制造、石油化工和国防工业等领域，已经成为保证产品质量、确保设备安全的重要方法。近年来，超声波探伤系统向着智能化方向发展，系统功能更加完善，系统软件的设计和实现变得越来越复杂。超声波探伤系统的发展亟需一套可重用度高、可移植性强和功能可扩展的软件设计方案。本课题旨在设计和实现一套多通道超声波探伤系统软件，主要工作如下：1.提出并实现基于L

2、inux操作系统和Qt/Embedded图形用户界面库的软件设计方案。Linux为应用软件提供简洁、高效的运行平台，提供丰富的外围设备驱动，如液晶显示驱动、串口驱动、通用串行总线驱动和以太网接口驱动等。Qt/Embedded提供丰富的类库和控件资源，为高效开发图形界面提供支持。2.提出并实现基于中断和Linux异步通知机制的数据采集驱动程序。设备驱动每20ms完成一帧探伤波形数据的实时采集，并将数据从内核空间传输到用户空间，完成探伤波形数据的实时采集。设计和实现系统参数配置驱动程序，完成探伤配置参数的传输和设备控制。针对一款640×480的液晶显示屏，基于帧缓冲机制

3、实现LCD设备驱动。3.基于Qt/Embedded用户事件机制，设计和实现应用层探伤波形数据传输和实时处理。采用直接访问帧缓冲的部分刷新方法，实现波形实时显示并避免闪烁，满足了系统实时性要求，解决了620×400大屏幕波形显示的问题。4.采用分层和模块化方法设计超声波探伤模块，使用面向对象方法设计该模块类结构并利用标准C++语言实现探伤核心类、探伤通道校正类等，提高了模块代码可重用度、可移植性和功能可扩展性。5.设计系统软件的图形用户界面，分为开机界面、正常探伤界面、参数设置界面和通道预置界面实现并支持中文显示。系统的通道预置、B扫描、焊缝显示和曲面修正等功能测试结

4、果满足功能设计要求。系统的灵敏度余量为46.9dB，垂直线性误差为1%，水平线性误差为0.7%，满足系统性能设计指标。测试结果表明，系统软件运行正常，设计方案切实可行。关键词：超声波探伤，嵌入式系统，Linux，Qt/Embedded，ARM，FPGAi多通道超声波探伤系统软件设计与实现AbstractUltrasonictestingoccupiesanimportantpositioninthefieldofnon-destructivetestingandhasbeenwidelyusedinthemachinemanufacture,petrochemica

5、l,defenseindustryandsoon.Ithasbecomeanimportantwaytoguaranteethequalityofproductandensurethesafetyofequipment.Inrecentyears,UltrasonicTestingSystems(UTS)becomesmoreintelligentandgreatlyimprovesitsfunctions.ThereforethedesignandimplementationofUTSsoftwarebecomesmoreandmorecomplex.Asetof

6、reusable,portableandscalablesoftwaresolutionsareinurgentneedforthedevelopmentofUTS.Thispaperaimsatdesigningandimplementingasetofmulti-channelultrasonictestingsystemssoftware.Themainworkofthispaperincludes:1.PresentandimplementasoftwaresolutionofLinuxoperatingsystemandQt/EmbeddedGraphic

7、alUserInterface(GUI)library.Linuxprovidesaconciseandefficientplatformforapplicationsoftwareandprovidesplentyofdevicedrivers,suchasLCDdriver,UARTdriver,USBdriver,Ethernetdriver,etc.Qt/EmbeddedprovidesplentyofclassesandcontrolresourcestosupporttheefficientdevelopmentofGUI.2.Presentandi