一個數字化器基超聲波探傷系統(04-100)

　　超聲波探傷系統用于薄層鋼質部件的非破壞性測試，生產廠家通常采用模擬電路來實現全部測量功能。但是為了在當今競爭劇烈的市場中求得生存，需要一個現代化的，價廉物美的的PC基系統，以便充分利用高速數字化器帶來的種種好處。

　　在討論數字化器在探傷中的作用之前，讓我們首先考察一下系統的組成。一個商品化寬帶超聲波換能器牢牢地固定在待測部件的前方，同時，將換能器和部件浸沒在槽中。換能器工作中在反射模式，既產生又檢測超聲波。換能器由超聲波脈沖器/接收器激勵，發射一串寬帶超聲波能量，隨后接收從部件反射的回波。

　　在相繼的超聲波記錄采集之間，一個堅固的定位臂以0.1mm步進方式橫向地移動換能器，定位臂是通過GPIB連接控制的。定位臂以前后、類光柵圖形掃描過500mm×500mm方形網絡，形成一個快軸和一個垂直的慢軸。當換能器沿快軸移動時，定位系統連續地按類步進方式，以約1步/ms固定速率移動換能器。

　　定位控制器在定位輸出端設置了一個脈沖，這是超聲波技術中多數位控制器使用的標準特征。控制器在目標位置穩定的瞬間產生一個TTL脈沖。該脈沖用來觸發超聲波脈沖器/接收器，隨即發射一個激勵脈沖。這樣，超聲波檢測僅在目標位置自動完成的。在換能器被激勵后，相關的超聲波回波列約需700μS才能返回，這是由于超聲波必須橫過1米長的水路。一個可編程延時門用來產生在超聲波激勵后約700μS周期內發現有用的超聲波回波列。

　　數字化器的作用

　　一個嵌入式數字化器用于捕獲來自換能器電子電路的超聲波信號。系統設定的超聲波換能器的中心工作頻率高達10MHz，且以100MS/S取樣超聲波信號。這樣取樣率在每個信號周期可提供10個數據點，具有卓越的定時分辨率。為了檢測到盡可能小的缺陷回波，最高可用的動態范圍和垂直分辨率是必須的。

　　Gage Compu Scope 14100是PCI總線PC基數字化卡。插卡提供超聲波換能器要求的100MHz取樣率和50MHz輸入模擬帶寬。圖1是系統的簡要組成圖。