基于以太网的大型锻件多路超声检测系统的研究

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大型锻件广泛应用于航空航天、船舶、电力、冶金、石化、汽车和机械等领域。大型锻件及其板材的缺陷检测能够保证大型锻件的设备及工程的安全性和可靠性,避免板材浪费和不必要的锻造费。超声波检测方法具有可探测深度大、检测灵敏度高、操作方便、成本低和对人体无害等优点,是金属内部缺陷无损检测的主要方法。目前国内对于大型锻件的缺陷检测主要采用人工超声波检测法,该方法采用人工手持超声探伤仪对大型锻件及其板材进行扫查,得到检测信号波形,并根据检测信号波形判断其内部缺陷,存在劳动强度大、检测效率和精度低等缺点。因此,需要研制一种大型锻件的多路超声检测系统,以提高超声波检测的自动化程度、检测效率和精度。  本课题研制了一种基于以太网的大型锻件多路超声检测系统。提出一种基于以太网的大型锻件多路超声检测系统及其多路超声波探测器的设计方案;以ARM和FPGA为核心设计了多路超声波探测器硬件电路,在Linux环境下设计了ARM的软件,在ISE环境下设计了FPGA的软件;采用TCP/IP协议制定了上位机与多路超声波探测器通信协议,并编写了通信软件;研究了超声波信号的线性和非线性信号处理算法,提出了一种超声波信号的线性与非线性结合的缺陷识别方法,提高了缺陷检测精度和准确度;在LabVIEW环境下设计了大型锻件多路超声检测系统的上位机软件;搭建了基于以太网的大型锻件多路超声检测系统实验平台,并且进行了调试与实验。实验结果表明,该系统能够实现对大型锻件的多路超声信号的采集、处理、以太网传输、上位机显示以及缺陷的自动检测功能。  本课题研制的基于以太网的大型锻件多路超声检测系统能够通过超声A扫、B扫、C扫的方式实现了对大型锻件缺陷的远程自动检测,并且实时直观地显示检测结果,具有检测效率和精度高、成本低以及远距离检测等优点,能够替代进口设备,可广泛应用于航空航天、船舶、电力、冶金、石化、汽车和机械等领域大型锻件的检测。
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