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一種基于CPLD的超聲波測厚系統(tǒng)的設(shè)計

作者: 時間:2011-09-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


摘要:介紹了超聲波測犀以及用來實現(xiàn)測量控制與數(shù)據(jù)處理的原理,并著重介紹了一些具體的處理方法。通過溫度補償?shù)姆椒▽鞑ニ俣扔枰孕U?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/系統(tǒng)">系統(tǒng)能實時地測量數(shù)據(jù),具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量誤差小等特點。
關(guān)鍵詞:超聲波;;測厚

0 引言
在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量檢測中,常常需要在無損條件下測出工件的厚度,從而確定是否符合設(shè)計要求。目前,鋼板是鋼材的四大品種(板、管、型、絲)之一,被廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、海上石油平臺、大型輪船等工程項目中,其厚度直接關(guān)系著這些工程項目的安全性和可靠性,在鋼板測厚方面,超聲波無損測厚方法將得到廣泛應(yīng)用。

1 超聲測厚的原理
超聲測厚的基本原理是利用超聲波在介質(zhì)中的傳播特性來發(fā)現(xiàn)材料缺陷和壁厚,脈沖反射式測厚法實質(zhì)上是測量超聲波脈沖在材料中的往返傳播時間。
超聲波測量按工作原理分,有共振法、干涉法及脈沖回波法等幾種。由于脈沖回波法不涉及共振機(jī)理,與被測物表面的光潔度關(guān)系不密切,所以超聲脈沖回波法也是應(yīng)用比較廣泛的一種,其原理用超聲波探頭向被測物體發(fā)出超聲脈沖,此超聲脈沖便在被測物體內(nèi)傳播,傳播至被測物體的底面時反射,反射回來的超聲波又被超聲波探頭接收,這樣,從超聲波探頭發(fā)出超聲脈沖到超聲波探頭接收到反射脈沖所用的時間t可通過電路精確地檢測出來,在t時間內(nèi)超聲波在被測物體內(nèi)完成了一個往返,如圖1所示。如果被測物體的厚度用d表示,超聲波的總行程就是2d,由于聲波在某一物體內(nèi)傳播的速度c是常數(shù),所以被測物體的厚度可由下式算出:d=vt/2。式中:d-被測物體厚度;v-超聲波速度;t-超聲波從管射到接收回波的時間。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/191011.htm

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超聲波傳感器分發(fā)射器和接收器兩部分,超聲波傳感器按其作用原理可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種,最常用的是壓電式傳感器。
壓電式超聲波傳感器探頭的核心為壓電晶片,利用壓電效應(yīng)實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換,其振動頻率在幾百千赫以上,當(dāng)它的兩電極加脈沖信號(觸發(fā)脈沖),若其頻率等于晶片的固有頻率時,壓電晶片就會發(fā)生共振,并帶動共振板振動,從而產(chǎn)生超聲波。相反,若電極間未加電壓,則當(dāng)共振板接收到回波信號時,將壓迫兩壓電晶片振動,從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號,此時的傳感器就成了超聲波接收器。


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關(guān)鍵詞: CPLD 超聲波測厚 系統(tǒng)

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