超声波衍射时差探伤法(Time Of Flight Diffraction,TOFD),是一种基于衍射回波信号进行缺陷判别的非常有效的超声无损检测方法,是当前国内外研究的热点,在各个领域的焊缝检测中都得到了迅速的推广。该方法具有检测速度快、精度高、缺陷检出率高、定位准确、可获得缺陷尺寸、经济方便等优点,而且极易与计算机技术相结合,是焊缝自动化实时检测的一个发展趋势。本文以TOFD原理为基础,详细分析了其探伤扫描显示方式及焊缝中缺陷的定位定量方法,并针对检测中存在盲区的缺点,提出了附加扫描方式和三种综合探伤方法。还依据TOFD法探伤的特点设计了采集系统,编写了核心控制芯片的软件代码,并进行了调试和数据采集试验。本文完成的主要工作1.详细分析了TOFD法的原理基础、检测方法、信号特征、数学处理模型及探伤系统的基本构成,针对其检测盲区,提出了附加扫描方式和综合探伤方案。2.设计了一块基于USB与上位计算机通讯的数据采集卡,主要实现的功能包括:USB数据接口、可编程增益放大电路、带通滤波电路、A/D转换数据采集电路、微处理器、FPGA时序控制电路等,具有较高的实用价值。3.使用Verilog HDL编写代码设计了FPGA芯片XC2S100的逻辑功能,实现了四路相移时钟、时序控制、数据存储、通道选择、参数读写等功能。4.编写了MCU芯片C8051F121的汇编代码。实现了放大电路增益控制、数据通讯接口、读写操作控制和采集数据的存储及预处理等功能。5.使用Labview语言设计了用户调试窗口,实现了人机界面的交互设计、数据处理分析、采样回波的波形显示等功能。6.进行了软件代码的调试和简单的波形采集实验。