基于SOPC的管道超声导波检测系统设计.pdf

《基于SOPC的管道超声导波检测系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012住仪表技术与传感器2012第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8基于SOPC的管道超声导波检测系统设计王建斌，张轩硕，刘兵，王军阵，靳小强(1．军械工程学院电气工程系，河北石家庄050003；2．驻南京地区军代室，江苏南京210008)摘要：针对国内超声导波检测仪器相对落后的现状，提出了基于单片FPGA设计管道超声导波检测系统的方法。以MicroBlaze软核处理器为控制核心，编写了导波发射专用DDSIP核，设计了完整的硬件平台。对uC／OS1I嵌入式操作系统和uC／GUI图形用户界面进

2、行移植，完成了应用程序的开发。系统集导波发射、回波采集、分析处理、实时显示和数据存储等功能于一身。实验表明：各功能运行正常，能方便地应用于管道超声导波检测。关键词：超声导波；MicroBlaze处理器；可编程片上系统；DDS；检测系统中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)08—0053—03DesignofUltrasonicGuidedWaveTestSystemforPipeBasedonSOPCWANGJian—bin，ZHANGXuan—shuo’，LIUBing，WANGJun—

3、zhen，JINXiao—qiang(1．DepartmentofElectricalEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China；2．TheNanjingMilitaryRepresentativeOfice，Nanjing210008，China)Abstract：AdesignmethodofultrasonicguidedwavetestsystemforpipewasproposedbasedonapieceofFPGAchip，wit

4、htheMicroBlazesoftcoreasthecentralprocessor．DDSIPwasdesigned，devotedtoexciteguidedwave．Afterhardwareplatformwasdesigned，embeddedoperatingsystemuC／OSⅡandgraphicaluserinterfaceuC／GU1weretransplanted，andapplicationwasdevel—oped．Thefunctionsofultrasonicguidedwaveeradiat

5、ing，echoesacquisition，dataanalysis，resultdisplay，anddatastoragewerein—cludedinthesystem．Theexperimentresultsshowthatallpanscanoperatenormally，andcanbeconvenientlyappliedtoultrasonicguidedwaveinspectioninpipes．Keywords：ultrasonicguidedwave；MicroBlazeprocessor；SOPC；DD

6、S；testsystem0引言了一种基于FPGA和MicroBlaze软核处理器，通过移植uC／OS在对管路、管道进行长距离检测，包括对埋地管道不开挖Ⅱ操作系统和uC／GUI图形用户界面，开发管道超声导波检测状态下的长距离检测当中，超声导波检测技术与传统无损检测系统的方法。技术相比，具有高效、便捷、快速和敏感度高等特点，已成为最1系统整体方案设计具发展潜力的在线无损检测技术之一--。系统中FPGA选用Spartan3E系列XC3S500E．该系列FP—目前，国内对超声导波的理论研究正趋于成熟，但对超声GA性价比高，有着丰富的外

7、设接口和I／0端口。其内部Mi—导波检测系统的研发仍大都处于实验室阶段。北京工业大学croBlaze软核处理器时钟频率可高达150MHz，能较好地满足测控技术与仪器实验室建立了一套管道导波检测系统，系统由产品的高集成化与低成本化。系统选用MicroBlaze作为硬多个分立设备组成(如任意函数发生器、示波器等)，不同设备件控制核心，PLB总线提供对片上外设、外部存储器，以及自带之间搭接复杂。何存富等研制了基于LabVIEW的小型化导的外设IP核和自主编写的IP核的访问，最后辅以必要的外围波专用检测装置，王军阵等设计了基于ARM+

8、LINUX的便电路，完成管道超声导波检测系统的搭建。系统结构框图如图携式管道超声导波检测系统，为超声导波检测系统的小型化、1所示。主要包括导波发射模块、回波接收模块、A／D采集模集成化做出了重要努力。然而二者均采用高速单片机控制模块、TFT显示模块以及sD卡存储模块等。数转换