基于dds和fpga的数字式可变脉冲激励超声检测系统研究

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1、ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹ输■硕士学位论文ｆ：顧ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ變论文题目：基于ＤＤＳ和ＦＰＧＡ的数字式可变脉冲激励超声检测系统研究测＿：！：〒養国内图书分类号：ＴＰ２７４＋．５密级：公开６２１国际图书分类号：西南交通大学硕士研究生学位论文基干ＤＤＳ和ＦＰＧＡ的数字式年级二零一二级姓名张宇申请学位级别工学硕士专业测试计量技术及仪器指导老师王雪梅副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ２７４＋．５Ｕ．Ｄ

2、．Ｃ：６２１ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＤＩＧＩＴＡＬＶＡＲＩＡＢＬＥＰＵＬＳＥＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＴＥＳＴＩＮＧＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤＯＮＦＰＧＡＡＮＤＤＰＳＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＺｈａｎｇｙｕＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇｐｐｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏ＆ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｇｙＳｕｐｅｒｖｉ

3、ｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＷａｎＸｕｅｍｅｉｇＭａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。（请在以上方框内打．学位论文作者签名：指导老师签名：檢Ｙ５‘．＇

4、＾曰期曰期：７０５５：１西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．分析研究超声波检测原理及超声波检测仪国内外研究现状及发展趋势，针对模拟式超声波检测仪的不足，提出基于ＤＤＳ和ＦＰＧＡ的数字式方案。２．设计了以ＦＰＧＡ为核心、辅以高速Ａ／Ｄ的数字式超声波检测系统，并制作了硬件电路板，包括超声波发射模块、回波信号调理模块、高速数据采集模块及人机交互模块。３．在ｕａｒｔｕｓＩＩ软件上采用ＶｅｒｉｌｏＱｇ语言编写了系统应用程序，完成了系统激励信号产生、时序控制、高速数据采集及人机交互软件的实现。

5、４．对影响激励信号性能的参数（脉冲类塑、脉冲个数、脉冲宽度）进行了实验性研究，分析了各参数对激励信号能量的影响。５．在实验室采用标准试块对设计的数字式超声波检测系统进行了功能验证和性能测试。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全一了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：＞，日期：１？５，Ｓ＞丨７西南交通大学硕士研究生学

6、位论文第１页摘要超声波检测是铁路机车车辆零部件及钢轨无损检测的主要技术手段。国内外许多铁路部门都十分重视研发用于机车车辆零部件及钢轨无损检测的超声波检测设备。随着数字电子技术和现代计算机技术的发展，超声波检测设备由传统的模拟式设备向数字式检一测设备发展，。但是现今存在的超声波检测设备的激励脉冲比较单多为尖脉冲或方波脉冲，，，且脉冲的多个参数无法调节对于大多数便携式设备电源电压幅值较低致使；检测能力不够的情况，也没有采取相应补偿措施。基于此，本论文旨在研究和设计以现场可编程门阵列ＧＡ）、直接数字合成（ＤＤＳ）技术为技术手段、辅以高速（

7、ＦＰ为核心Ａ／Ｄ的数字式可变脉冲激励超声波检测系统，通过可编程方式控制超声波激励信号的产生，以提高超声检测系统的检测能力和适应性，满足不同检测应用的需求。本检测系统采用直接数字合成（ＤＤＳ）技术，通过可编程方式控制超声波激励信号、的产生，使检测系统能针对不同检测需要，灵活设置和选择激励信号的波形重复频率、脉冲个数和脉冲宽度。同时，对影响激励信号性能的参数（脉冲类型、脉冲个数、脉冲。宽度）进行了实验性研究，分析了各参数对激励信号能量的影响提出在低激励电压条，件下，以适当增加激励脉冲个数的方式来提高发射功率从而提高检测