阵列超声场的信号采集与处理系统
摘要：介绍了一种新型的基本计算机和数字示波器的阵列超声场的信号采集和处理系统。系统利用Windows平台，采用VC、VB和Matlab编程方法，采集信号并进行信号处理，从而为相控阵聚焦声场的研究提供了很好的试验平台。利用提出的系统，可对样品中的缺陷进行无损检测。关键词：信号采集和处理 超声相控阵
超声相控阵技术在医学和工业无损检测方面有着广阔的应用前景，近年来研究非常广泛。本文介绍的基于计算机的线性超声阵列的信号采集和处理系统，为相控阵的研究建立了很好的理论基础。
数字示波器与模拟示波器相比，能将待测模拟信号实时数字化，并且在波形处理方面有很大改进，从而使其在电子测量中日益得到广泛应用。但是其存储容量和数据处理能力有限，如果能用计算机控制示波器，将示波器采集到的数据及时存储，并用软件分析存储的波形数据和测量结果，就能形成一套有效的信号采集与处理分析系统。本文以TDS210型数字示波器为例，介绍如何将计算机与数字示波器组成一套高性能的信号采集与处理系统，并介绍如何将其应用于相控阵超声无损检测的数据采集和信号处理中。
1 系统硬件组成
系统主要包括：计算机、TDS210型数字示波器、TDS2MM扩展模块、换能器阵列及译码选通装置等。
1.1 试验样块及换能器阵列
如图1所示，在一块235×195.6mm×20.6mm的铜板的顶部贴上64个紧密排列的晶片，晶片截面尺寸为18mm×3.06mm，厚度是0.8mm，材质为PZT-5，固有频率为2.8MHz。在铜板上加工7个通孔（分别为a、b、c、d、e、f、g）作为人工缺陷，其中的圆孔(a、b、c、e、f、g)直径为3.2mm，长方孔（d）截面尺寸为10mm×6mm。
用两个译码选通电路，每次同时选通晶片I和II，分别发射和接收超声波，并分别与示波器通道1和2接通。采用XC16B脉冲发生器产生始脉冲来激励晶片I，始脉冲脉宽为240ns，电压为20V。晶片I受激振动发生超声波，在铜板中传播，遇到气孔与铜材质的界面反射回来，用晶片II接收回波信号，并送入示波器通道2。然后计算
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