超声TOFD法(Time-of-flight-diffraction technique,超声波衍射时差)是一种通过测量缺陷端部产生的衍射回波信号的传播时间来确定缺陷的尺寸和位置的检测方法。超声TOFD法具有缺陷检出能力强,定位精度高,检测环境安全,数据易保存等优点,随着信号处理、电子、计算机、模式识别等技术的飞速发展,该方法必将朝着自动化、智能化的方向发展,在焊接结构的无损检测领域获得更为广泛的应用。本文介绍了超声TOFD法在国内外各行业中的应用情况和未来的发展趋势,了解了超声TOFD法在无损检测领域中的行业动态。文中详细阐述了超声TOFD法的检测原理和扫描方式,并着重针对检测中工件近表面存在盲区这一缺点进行了理论研究,提出了通过减小探头中心间距,变化探头晶片尺寸、中心频率、标称角度等方法来减小盲区。另外鉴于其他无损检测方法能够检测到工件近表面盲区这一优势,提出来将这些方法与超声TOFD法结合起来使用,以达到减小甚至消除盲区的目的。以超声TOFD法的检测原理为基础,根据实际使用需要设计了数据采集电路,包括接收限幅、信号放大、滤波、A/D转换、数据采集、嵌入式系统处理器、数据传输接口等功能,实现了超声TOFD信号准确、有效地采集。为了实现检测系统中的超声脉冲发射、数据采集延迟等时序控制,以及参数读写、数据存储等逻辑功能,运用VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)语言编写设计了FPGA芯片EP3C10的逻辑功能,使整个检测系统在功能上得到进一步完善。