随着超声检测理论的日益成熟与实践的广泛积累,以及电子技术与计算机技术的高速发展,超声检测系统正朝着数字化、自动化及智能化的方向发展,考虑到目前国内外市场上的相关产品的价格和开放程度,给科研人员开展相关实验研究造成了诸多限制与不便,因此,本课题在深入调研国内外超声检测系统的基础上自主研发了一套功能完善的超声检测系统。本文按照模块化设计的方法分别设计了以下功能模块:高效率的反激式开关电源,可实现对输出高压连续可调;高性能的多通道脉冲发射模块,脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数以及脉冲发射重复频率均可调整来适应不同的压电传感器和不同的检测任务;工作模式支持反射式和透射式,可灵活适应不同的检测场景;具有高压保护模块,实现高低压隔离;超声接收电路共有8个通道,可同时独立工作;接收有较大的增益范围,有可选的LNA增益设置、衰减器增益设置、PGA增益设置和ADC数字增益设置,最高可实现60d B的信号放大;支持高通滤波和低通滤波;采样频率可达65MHz;支持数据通过USB实时上传;多路运动机构同步控制,可同时对3路运动机构的运转方向、速度进行实时控制。仪器硬件电路设计方面统筹设计了发射电路、接收电路、运动控制电路以及中央控制电路等。FPGA的逻辑设计采用Verilog HDL硬件描述语言,并按照模块化思想分为了全局复位模块、A/D模块、缓存模块、SPI协议模块。上位机软件采用Lab VIEW编程,实现人机交互,可实时发送超声检测参数、运动机构控制参数等。仪器性能测试结果表明,超声电路的各模块基本实现了技术指标,可应用于无损检测,为超声相控阵检测提供了技术基础,为进一步扩展回波信号数字处理功能及实现超声检测的图像化、自动化、智能化奠定了较好的基础,具备广泛的应用前景与发展空间。