軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要包括控制部分、數(shù)據(jù)接收部分和信號分析部分三個(gè)部分，控制軟件決定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，它一方面通過USB口與總控的單片機(jī)進(jìn)行通信，統(tǒng)一控制整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)射、接收等過程，同時(shí)通知數(shù)據(jù)接收軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)接收并顯示。數(shù)據(jù)接收軟件則只負(fù)責(zé)將PCI-9846采樣的數(shù)據(jù)存儲到指定位置，信號分析軟件則完成采樣信號的顯示、分析處理等過程。整個(gè)程序框架如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軟件程序框架

單片機(jī)軟件開發(fā)包括上位機(jī)部分和單片機(jī)部分，上位機(jī)使用KeilV3進(jìn)行開發(fā)，主要完成對C8051F340的控制等功能，開發(fā)使用C語言進(jìn)行，開發(fā)中要注意的是USBXpress設(shè)備驅(qū)動軟件，在頭文件中包含相應(yīng)的固件庫，并調(diào)用相應(yīng)的動態(tài)鏈接庫以使用其提供的API函數(shù)。其主要函數(shù)包括USB設(shè)備中斷、設(shè)備初始化、數(shù)據(jù)讀取/寫入、打開/關(guān)閉USB設(shè)備等。

數(shù)據(jù)接收、圖形顯示和信號分析使用.net進(jìn)行開發(fā)，首先要安裝PCI-9846提供的驅(qū)動，特別是DAQPilot驅(qū)動。ADlink（凌華科技公司）專門提供了針對.net開發(fā)所使用的例程，在此基礎(chǔ)上直接對應(yīng)用進(jìn)行調(diào)用就能完成數(shù)據(jù)讀入的過程。信號分析則主要包括幅度波形分析、FFT分析、門限設(shè)定以及缺陷成型、缺陷位置等，主要目的是對信號回放進(jìn)行整理記錄，并對工件的狀態(tài)進(jìn)行評估。

圖5所示是利用超聲波探測系統(tǒng)得到的信號顯示的界面，顯示的是四個(gè)探頭對同一測試工件進(jìn)行探傷的結(jié)果。采用液體介質(zhì)，此時(shí)使用1號發(fā)射探頭發(fā)射，接收則由四個(gè)探頭進(jìn)行接收，可見接收到的信號除了時(shí)間上略有差異外，幅度和波形基本相同。探頭2整體、探頭3在后半段的噪聲略微大一些，這主要是由于探頭2和探頭3處于工件的后半端，接近于加工設(shè)備。對此信號進(jìn)行分析，可以將裂縫所在的詳細(xì)位置計(jì)算顯示。此外利用該數(shù)字化平臺，還可以對探傷信號進(jìn)行后續(xù)的譜分析、缺陷預(yù)測等，有效實(shí)現(xiàn)缺陷成因、缺陷預(yù)測等理論分析。

圖5 探頭接收的信

結(jié)論

根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其應(yīng)用于某型檢測系統(tǒng)中，具有電路實(shí)現(xiàn)簡單、性能穩(wěn)定、操作方便和高精度測量等特點(diǎn)。借助于PCI-9846數(shù)字化儀的高采樣率、高精度的特點(diǎn)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地對內(nèi)部的裂紋和缺陷進(jìn)行探測，特別是配合后續(xù)的數(shù)據(jù)處理軟件，能夠根據(jù)被測件的形狀，在計(jì)算機(jī)上準(zhǔn)確給出裂紋在工件中的位置，其信號分析的方法也為定量預(yù)測工件中的微小缺陷提供了手段。