超聲相控陣換能器陣列延時電路設計.pdf

1、近年來，隨著電子技術、計算機技術和材料工藝等技術的發(fā)展，相控陣檢測開始大量應用在工業(yè)無損檢測中。由于相控陣聲束聚焦可以由軟件進行調節(jié)，不需要復雜的自動控制設備進行轉換，聲束聚焦可以靈活控制，而且聚焦點的聲波是由多路通道超聲波相干疊加形成的，抗干擾性能很強，使得其應用前景十分廣闊。相控陣聚焦是超聲波檢測的關鍵技術，決定了波束聚焦的質量和檢測分辨能力，是相控陣技術的重點研究方向，因此有重要的意義。本文設計了延遲電路，實現換能器陣列的算法，完

2、成了實驗驗證，并對信號進行了分析處理。
　　首先在詳細調研了國內外已有超聲相控陣技術基礎上，結合列車構件外形尺寸的測量的無損檢測要求，采用了幾何相位方法，設計了相控陣換能器系統(tǒng)的總體方案，包括系統(tǒng)的外形結構、硬件控制電路方案和總體數據處理流程。根據硬件電路方案完成了電路的各個模塊設計和調試，包括：電源模塊、FPGA外圍電路與配置電路、精細延遲電路、功率放大電路、功率匹配電路、聲波接收電路和信號處理模塊等。
　　其次利用FPG

3、A和高精度延遲線芯片設計了超聲相控陣聚焦功能模塊，實現了相控陣聚焦算法。在FPGA方面，設計了電路各通道的粗延遲功能，并完成了相應的邏輯控制功能。在精延遲方面，結合上位機的計算功能，完成了相控陣電路的精細延遲功能，提高了延遲的精度。設計完成了功率放大電路，實現電壓放大和功率放大，激勵換能器產生超聲波。
　　最后，在MATLAB環(huán)境下對相控陣聚焦算法進行了分析和驗證，理清了各要素之間的關系。搭建實驗系統(tǒng)，在硬件電路上對聚焦算法進行了