超声波探伤仪的品种繁复，但在实践的探伤进程，脉冲反射式超声波探伤仪运用的最为广泛。一般在均匀的材猜中，缺点的存在将形成资料的不接连，这种不接连往往又形成声阻抗的不一致，由反射定理咱们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的接壤面上将会产生反射，反射回来的能量的巨细与接壤面屈指可数介质声阻抗的差异和接壤面的取向、巨细有关。脉冲反射式超声波探伤仪便是依据这个原理规划的。
超声探伤时，运用得最多的是A型显现，如图1所示。在A型显现中，横坐标代表被测物的深度，纵坐标代表回波信号的承认。
本文运用ARM9芯片和高速FPGA数据并重及信号处理技能，在Linux操作体系平台上规划并完成了一种新式数字超声探伤仪。该探伤仪具有高功用、低成本、外围接口扩展丰厚以及低功耗等特色。
规划思维与整体方案
本规划中的嵌入式探伤仪由两部分组成，一部分是模拟信号前端，包含超声发射接纳电路及电源电路；另一部分是数字信号并重处理及操控后端，简称超声主控计算机。体系硬件的整体框图如图2所示。
图2 体系硬件整体框图
体系中选用S3C2440处理器，内嵌ARM920T核。本规划运用了这款芯片的许多特色：高达203MHz的主频；内部集成LCD操控器；3路异步串行通讯接口；内置看门狗守时电路及实时时钟；内部集成两路USB host和一路USBdevice；对嵌入式Linux杰出的支撑等。
在超高速数据并重方面，本体系中选用的Spartan-3结构与Virtex-II相似，1.2V内核，其在超高速数据并重和信号处理方而有着显着的优势。仪器功用方面，为了确保数字超声探伤仪0.01mm的检测精度和0～6000mm可变勘探规模，在FPGA中首要进行如下数字信号处理：
◆ 60MHz硬件采样速率经过四次移相时钟处理，完成等效240MHz高采样率
◆ 数字滤波，程控带通FIR滤波器确保对0.5MHz～15MHz回波信号的杰出数字滤波
◆ 数字检波，包含正向、负向、双向及RF检波
◆ 智能提取（提取点动态分配算法以确保显现波形的水平线性）
◆ 实时探伤报警（硬件报警闸口）
在仪器功用方面，充分运用ARM+Linux嵌入式体系的优势，扩展网络、USB等丰厚接口，使得仪器能够完成PC机端Windows下的上位机软件和探伤仪上的LCD同步实时显现，随时下载探伤参数和上传探伤数据与图片，并使机器能衔接U盘、移动硬盘、USB打印机等许多设备。
本规划选用最新的Linux内核（Linux2.6.16），体系在响应速度、驱动功用等许多方而都远远优于传统的2.4内核。在本项目开发进程中，选用的是网络文件体系；在终究的产品上，选用的是在DOC（MTD）上的ext2文件体系。
体系硬件资源分配
总线分配
S3C2440地址总线内部是32位（4G），外部27位（128M）。数据总线宽度为32位。当外设芯片与CPU相接时，主控计算机的数据总线宽度可设置为32位、16位或8位形式。设置是在BWSCON寄存器中的DW位完成的。各外部设备的总线接法如表1所示。
外部地址空间分配
S3C2440供给8路片选，nGCS[0～7]，每个片选都指定了固定的地址，每个片选固定距离为128MB。
本体系中各外围接口设备所对应的地址空间分别为：
（1）NOR FLASH，nGCS0，接的是一片8M×16位数据宽度的INTEL TE28F128 FLASH，用于寄存pPCBoot引导程序和Linux内核；
（2）网络芯片DM9000，运用nGCS1，用于网络传输收发数据的转存；
（3）DOC，运用nGCS2，寄存文件体系包含管理程序、体系指令等；
（4）FPGA衔接nGCS3，nGCS4；keyboard+led运用nGCS3，前端数字信号处理运用nGCS4。
（5）主控计算机内存由两片16M×16位数据宽度的SDRAM构成，两片拼成32位形式，共用nGCS6。共64M RAM，用于动态数据缓存。
中止资源分配http://www.industryinspection.com
S3C2440 可处理56路中止，其间24路为外部中止EINTn。板上扩展的外设接口中，网络接口芯片DM9000运用EINT0。FPGA扩展中止资源为 EINT1、EINT2、EINT3、EINT4、EINT5、EINT6及EINT7。键盘用EINT2，前端图画数据更新用EINT3，回波频率测验数据更新用EINT4，体系关机按键用EINT1。
体系软件规划
体系软件的整体框图如图3。
图3 体系软件整体框图
超声探伤体系一起要处理的使命比较多，并且实时性要求高，因此在探伤运用程序中运用多线程技能。本体系能够分为四个线程，在主线程中，用MiniGUI完成实时探伤、参数下载和报表打印三个模块的功用，别的创立三个辅佐线程，分别为：
读数据线程，用于读取实时探伤数据；读键盘线程，读取键盘上被按下的按键键值，然后再经过 SendMessage（hWnd，iMsg，wParam，lParam）发送一个按键音讯，此音讯将在MiniGUI的主窗口进程函数中进行处理；网络线程，向上位机传送探伤数据，并接纳上位机的操控指令。
测验及序幕
经检测标明，本规划样机的功用和目标到达或超越国家行业规范JB／T 10061-1999《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技能条件》的要求。其间，超声探伤仪最重要的目标逐个探伤灵敏度佘量高达68dB（同家规范规则不低于46 dB），而薄板分辨力小于1mm（国家规范规则不高于3mm）。
试用证明，本嵌入式数字超声探伤仪规划项目具有功用优异、可靠性高、界面友爱、操作便利、性价比高级许多长处，在国内工业超声探伤仪范畴处于领先水平。
