[實(shí)用新型]基于PXI轉(zhuǎn)串口通信的雙通道高頻脈沖激勵(lì)接收板卡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920135547.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210090383U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂炎;洪華星;宋國(guó)榮;邢智翔;吳斌;何存富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/22
• 分類號(hào): G01N29/22;G01N29/24;G01N29/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本實(shí)用新型公開(kāi)了基于PXI轉(zhuǎn)串口通信的雙通道高頻脈沖激勵(lì)接收板卡，用于雙通道超聲水浸C掃描檢測(cè)系統(tǒng)的高頻脈沖激勵(lì)與回波接收，屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。包括PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板、兩個(gè)通道的雙極性脈沖激勵(lì)電路及各自的回波信號(hào)調(diào)理電路、FPGA核心系統(tǒng)電路以及電源模塊。上位機(jī)通過(guò)PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板將激勵(lì)接收卡的參數(shù)傳輸至FPGA，控制產(chǎn)生兩通道高壓脈沖信號(hào)激勵(lì)各自的水浸式超聲探頭，反射回波信號(hào)經(jīng)同一探頭接收再經(jīng)由信號(hào)調(diào)理電路放大濾波后，傳輸至雙通道數(shù)據(jù)采集卡。本實(shí)用新型基于單片F(xiàn)PGA能產(chǎn)生兩路激勵(lì)參數(shù)可調(diào)的雙極性脈沖信號(hào)，能同時(shí)對(duì)兩試塊進(jìn)行C掃描檢測(cè)，板卡集成度高，可提高檢測(cè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)現(xiàn)了一種用于雙通道超聲水浸C掃描檢測(cè)系統(tǒng)的高頻脈沖激勵(lì)接收板卡，屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超聲水浸C掃描檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中廣泛使用的一種檢測(cè)方法，是超聲顯微鏡的一種，具有操作方便,檢測(cè)結(jié)果直觀、檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)。使用超聲C 掃描技術(shù)，可以獲得被測(cè)試件表面以及內(nèi)部在不同深度層面上的二維聲學(xué)圖像。從所顯示的二維圖像上可以直觀地看到在一定深度層面上是否存在缺陷，以及缺陷的形狀、位置、分布及走勢(shì)。

超聲層析成像法是在超聲C掃描技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的檢測(cè)方法。以固定的時(shí)間窗寬度對(duì)表面回波及底面回波的之間的回波信號(hào)加以劃分，可以實(shí)現(xiàn)在被測(cè)試件深度方向上的分層處理，進(jìn)一步可以獲得不同深度處的超聲C掃描成像。超聲層析成像保留了C掃描靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以定位缺陷的深度范圍、獲得廣泛發(fā)展趨勢(shì)。

目前常用于C掃描檢測(cè)系統(tǒng)的超聲信號(hào)激勵(lì)接收儀主要有Panametrics 5800/5900系列和JSR DPR300/DPR500系列等，激勵(lì)方式均為單極性負(fù)高壓脈沖。雖然商用設(shè)備的性能可靠，但其體積大、成本高、激勵(lì)方式單一，制約了其使用范圍，不利于C掃描檢測(cè)系統(tǒng)的集成化發(fā)展

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述不足，提供一種基于PXI轉(zhuǎn)串口通信的雙通道高頻脈沖激勵(lì)接收板卡，用于雙通道超聲水浸C掃描檢測(cè)系統(tǒng)的高頻脈沖激勵(lì)接收，該板卡與其他功能板卡一樣插于PXIe機(jī)箱內(nèi)，占用機(jī)箱的一個(gè)卡槽，極大提高檢測(cè)系統(tǒng)的集成度。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為基于PXI轉(zhuǎn)串口通信的雙通道高頻脈沖激勵(lì)接收板卡，激勵(lì)頻率、激勵(lì)脈沖周期數(shù)、激勵(lì)模式、重復(fù)頻率、回波增益可程控調(diào)節(jié)。激勵(lì)頻率調(diào)節(jié)范圍為100kHz-25MHz、可激勵(lì)200Vpp單周期脈沖到多周期脈沖序列、激勵(lì)模式包括重復(fù)激勵(lì)及外部觸發(fā)激勵(lì)兩種、激勵(lì)重復(fù)頻率調(diào)節(jié)范圍0.1kHz-50kHz、回波增益調(diào)節(jié)范圍為0-80dB。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：基于PXI轉(zhuǎn)串口通信的雙通道高頻脈沖激勵(lì)接收板卡，由PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板與雙通道脈沖激勵(lì)接收板組成，PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板與雙通道脈沖激勵(lì)接收板之間通過(guò)排針連接，共占用PXIe機(jī)箱的一個(gè)插槽。

所述PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板通過(guò)PXI總線插座與PXIe-1071機(jī)箱實(shí)現(xiàn)連接，基于PXI總線接口芯片PCI9054實(shí)現(xiàn)主機(jī)PXI總線轉(zhuǎn)RS232串口通信，串口傳輸波特率為9600。

所述雙通道脈沖激勵(lì)接收板由兩個(gè)通道的雙極性脈沖激勵(lì)電路及各自的回波信號(hào)調(diào)理電路、FPGA核心系統(tǒng)電路以及電源模塊組成。兩個(gè)通道的雙極性脈沖激勵(lì)電路及回波調(diào)理電路的硬件設(shè)計(jì)相同。FPGA核心系統(tǒng)電路作為主控器分別連接激勵(lì)電路中的場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)器控制端、回波信號(hào)調(diào)理電路中的DA芯片；激勵(lì)電路中的場(chǎng)效應(yīng)管輸出連接SMA接頭，通過(guò)BNC線與探頭連接；SMA接頭同時(shí)連接回波信號(hào)調(diào)理電路中的隔離限幅二極管。

所述PXI總線轉(zhuǎn)串口通信載板能夠?yàn)殡p通道脈沖激勵(lì)接收板提供3.3V和 12V的電壓。