超声波探伤毕业论文目录前言1 绪论1.1课题研究背景和意义 (1)1.2超声波检测技术的研究进展 (4)1.3课题研究的主要容 (10)2 超声波检测仪器的总体设计2.1脉冲反射式超声波检测技术的基本原理 (13)2.2 超声波检测仪器设计 (19)2.3仪器抗干扰措施 (29)2.4本章小结 (31)3 声波检测模块设计3.1电源电路设计 (32)3.2超声波发射控制电路设计 (35)3.3阻尼限幅电路设计 (39)3.4程控放大电路设计 (41)3.5滤波电路设计 (51)3.6检波电路设计 (56)4 结论与展望4. 1结论 (61)4. 2进一步的完善 (63)参考文献 (64)致谢 (67)前言无损检测诊断技术是在不损坏材料工件或产品的前提下，利用材料部结构密度异常或缺陷的存在所引起的对声、磁、光、电、热场等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价llJ。

无损检测诊断的目的在于定量掌握缺陷与强度的关系，评价构件的允许载荷、寿命或剩余寿命；检测产品在制造或使用过程中产生的结构不完整性，以及缺陷的情况。

从而改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、高效、可靠地运行【2J。

无损检测诊断技术己在机械制造、石油勘探、船舶构造、汽车、铁道、建筑、冶金、航空航天和半导体等工业中被普遍采用。

随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测诊断技术的重要性。

在工业发达国家中，无损检测诊断技术已成为必不可少的重要工具和手段。

美国总统里根曾说过“如果没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有众多领域的领先地位”。

由此可见无损检测诊断技术在现代国民经济中的重要地位。

超声波检测技术是当今工程和生产中无损检测技术领域的一种非常重要的手段和方法。

己被广泛地应用于各行各业的质量监控和安全保障，尤其是半导体产业。

超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播p儿4|。

超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。

第一章绪论1．1课题研究背景和意义模拟超声波检测仪器在我国已经存在20多年，其电路主要由分离元器件构成，结构松散，体积较大，技术性能指标不高，尤其是在信号显示、存贮、后处理方面功能溃乏，限制了测试方法的改进和工作效率的提高。

以我国目前无损检测仪器的研发、设计和制造水平来讲，在传统的模拟式检测仪器方面，与发达国家的差距还不是很大；但在数字化、智能化及与计算机有机结合方面的差距则有拉大的趋势。

就超声波检测仪器领域来说，目前我国大多数科研单位、厂矿企业还是普遍采用传统的A扫描脉冲反射式超声波探伤仪。

方式单一，存在不直观、判伤难、无记录、对人员素质要求高、人为因素影响大等许多缺点，严重影响着超声波检测的可靠性，以及该领域技术和仪器设备的推广和应用。

而目前国外的超声波检测仪器在充分利用现代计算机技术、信息技术、数字信号处理技术、数字图像处理技术的基础上，己经可以最大限度地从被测对象中挖掘出有用的信息。

利用人工智能、模式识别、模糊数学、神经网络等方面的知识，不仅可以探测被测对象部或表面的各种宏观缺陷，判断其位置、大小和性质，可以利用回波法对工件进行扫查，将回波数据存于计算机，对被测对象的固有属性、功能、状态和缺陷发展趋势等进行分析和预测，并做出综合性的检测评价。

结合我国目前超声波检测领域的现状，并紧跟世界超声波检测技术发展潮流的需要，大力开发和应用数字化、智能化、自动化和图像化的超声波探伤仪已经是我们日益紧迫的任务。

根据目前我国超声波检测仪器的使用情况，检测人员的技术水平和自身素质，以及经济条件和主要使用目的，现阶段我国超声波检测仪器发展方向应该还是发展与微型计算机相结合的数字化式超声波检测仪器。

既紧跟时代发展潮流，又结合我国实际情况，克服了传统超声波检测中的种种缺点，提高了检测的可靠性和检测的效率，而且又为进一步智能化、自动化和图像化的数字化超声波探伤仪的发展打下了坚实的基础。

1．2超声波检测技术的研究进展1．2．1国外超声波检测技术的现状近年来，超声无损检测领域的学术气氛十分活跃。

进入90年代后，在世界无损检测会议上发表的论文中有关超声检测方面的所占比例最高。

随着数字技术和计算机技术的发展，现代超声波检测技术已经进入到以计算机控制为主的时代其表现为：生产过程的实时检测控制；合并软硬件提高检测的信噪比和抗干扰能；整合了模式识别和仿真技术的智能扫描、自动定位与跟踪检测；对所测信号波的实时处理和后处理，可对信号进行时域分析、频域分析和图像分析处理，以提高检测的可靠性。

就当前国的超声波检测技术应用情况来看，超声波无损检测诊断技术虽然已经被广泛地应用于各种领域和场所，但是，其主要的应用发展方向还是在不断扩展的。

而且它的重要作用还有赖于无损检测技术方法选择的正确和检测结果是否可靠。

检测结果对检测人员的依赖性都还很强，并且都还存在着一些难以克服的困难和缺陷，比如：(1，通常要有熟练的技术技能，对结果做出说明及解释。

因此，在相互关系未经证明的情况下，可能存在不同人员对结果看法不统一。

(2)外界环境的温度、湿度、粉尘、振动、噪音以及磁、电场和仪器本身部的各种干扰都会对检测结果造成难以估计的后果。

(3)性能可以直接测试、而检测结果却只是定性或相对的。

(4)检测人员的技术水平、操作技能、知识水准等，检测人员对工作的责任心，检测人员在操作期间的心理和生理状况都会对检测结果造成很大的影响。

(5)我国的超声无损检测还大部分是采用常规的A型脉冲反射法技术，存在不直观、判伤难、无记录、人为因素影响大等缺点，严重影响着超声检测结果的可靠性。

1．2．2超声波检测仪器的发展趋势当然，伴随着以计算机技术为具体体现的信息技术的突飞猛进，现代超声无损检测技术主要还是向着数字信号处理和检测成像方面发展。

己经应用或正在采用的数字信号处理技术主要有：时间渡越衍射技术、合成孔径聚焦技术、裂谱技术、倒谱技术、模式识别和分析、自适应神经网络等。

采用数字动态滤波技术提高检测信噪比，通过频谱分析进行超声参量检测和提取，数字信号处理压缩波形有效提高检测分辨率。

在现代超声波检测技术的发展中，超声成像技术是一种根据声波的特点，以扫描技术为主流的超声成像方法。

它是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来的，是计算机技术、信息采集技术和图像处理技术相结合的产物。

超声图像可以提供直观和大量的信息，直接反映物体的声学和力学性质，有着自动化和智能化的特点，在医疗诊断、地震遥感、地质勘探、海洋研究、材料科学等领域正日益开辟新的用途，具有非常广阔的发展前景。

目前正在使用和开发的超声成像技术包括：超声B扫描成像，超声C扫描成像，超声D扫描成像，SAFT(合成孔径聚焦)．成像，P扫描成像，超声全息成像，衍射CT成像、相控阵成像等门J。

结合精密扫查机构的超声成像系统和工业超声相控阵成像系统等已在实际应用上取得了很大的成果。

当前，超声波检测仪器的研制也已开始进入到数字化阶段。

该技术是采用超声波检测仪器采集超声波回波信号，经接收部分放大后，由模／数转换器变为数字信号传给微处理器。

微处理器再把随时间和位置变化的超声波形进行适当处理，得出进一步控制检测系统的结论。

一方面它承袭了常规超声波检测探伤仪器的基本模式和基本功能，又具有数据存储和运算功能，实现了检测过程中自动判伤、自动读出和显示缺陷的位置与当前量值、存储并打印输出检测报告。

不仅解决了超声波检测可记录的问题，而且减少了人为误差，提高了检测结果的可信性。

伴随着各种新材料、复合材料的出现和使用，以及对现代检测技术的要求不断提高，研制和开发数字化、智能化、模块化、网络化的超声波检测仪器已成为发展的必然。

未来的超声波检测仪器应当具有以下特征：(1)模块化和插卡化各种超声波检测卡(含数据采集和数据处理以及接口的插卡)将大量问世，借助于高速度、高容量的计算机，超声波检测仪器的研制将变得比较容易。

(2)高数字化、高智能化和图像显示功能。

未来的超声波检测仪器应当是高度数字化、高度智能化的，其检测结果应可用图像显示出来：具有友好的用户界面；开机后具有自检功能；可用菜单选择仪器测试参数；可调用或可存储仪器的设定参数，以及与其它计算机进行通讯或传输数据。

(3)数据库及自动识别功能。

未来超声波检测仪器的一个最重要的进步是具有对被检对象的缺陷类型进行自动识别，以及对被检测对象的状态进行自动评价的功能。

因此，它应当具有比较完备的数据库和专家识别系统。

(4)专门的超声检测专家系统。

专门的专家系统是保证数字化、智能化超声波检测仪器的有力手段和技术支持，系统建有模式识别和自适应学习网络，它也是协调检测仪器软、硬件以及仪器与人的友好互动的关键所在。

目前，虽然世界上各种超声波检测技术和超声波检测仪器的发展相当快，但综合以上的分析和调查、研究之后，不难发现：超声波检测的未来主要趋势还是应该朝着研制一种智能化的诊断装置方向发展。

这种智能化的诊断装置应该能靠增加所获得的被检工件的信息量、提高信息质量以及经专门的数学后续处理等手段来提高评价工件质量的能力。

因此，把握这方面的发展动态，紧随时代发展潮流的脉搏，是我国超声波无损检测人员进行研制、开发以及应用超声波检测技术责无旁贷的义务，亦是我们不断前进的方向和动力。

1．3课题研究的主要容课题研究的主要目标是在结合传统的超声波检测技术和微型计算机处理、控制技术的基础上，以半导体芯片中的金属材料和非金属材料为检测对象，研究、开发一套数字化超声波脉冲反射探伤仪器。

具体研究容如下：1．开发以单片机CPU为主的高速数据采集、处理模块。

该数据采集模块(卡)可控制超声波检测模块中的电源、不同探头的频段选择、高频放大、检波方式选择等电路，将被检测对象部的回波信息扫描并转换成数字信号，进一步处理、存储后，可送液晶显示屏显示，并配有标准视频接口RS一232。

根据需要或将存储数据信息外传PC机存储保管；或由计算机对接收的回波数据信息进行进一步的处理。

还可以与其它传统超声波检测仪器相结合，形成模拟、数字结合式数字化超声波脉冲反射探伤仪。

2．开发超声波探伤模块(脉冲反射式)，实现电源模块的最优化管理，节约能源、减少功耗、提高工作效力；实现超声波的发射、接收功能，接收电路阻尼限幅，超声波回波电压信号的高频放大、滤波、检波等功能。