探讨了数字式超声探伤仪设计中一种对超声信号进行高速采集技术.根据超声回波信号重复性的特点,利用一只高速A/D(60MHz)转换芯片在N组特定时序信号的控制下对超声回波信号进行采集,并在CPLD(复杂可编程逻辑器件)的控制下实现高速数据缓冲存储,再利用相位合成技术对转换后的N组数据进行数据合成与波形重建,从而实现了数倍于A/D转换芯片速率的高速数据采集,达到等效A/D转换速率N×60MHz.该方案成本低,可靠性高,尤其适合于高速、高准确度的超声无损检测系统中.

根据数字超声成像的要求和超声信号的特点，设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现，对放大后的超声回波信号直接进行模数转换；FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路，提取超声回波信号的幅度；获取的幅度信息经USB2．0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验，验证了接收系统的小信号检测能力，可以检测到信噪比约为4dB的回波信号；对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验，表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。

　　以往的超声硬度测试仪器大多采用模拟电路实现超声信号的采集、F/V转换、电压显示,显示不直观且准确度不高.在单片机普及的今天,采用单片机实现超声信号的采集、转换、显示,既可提高测量准确度,又可方便实现布氏、洛氏、维氏之间的转换,还可实现平均值计算、打印等功能.

为了抑制噪声,提高信造比,实现精确的探伤,本文采用了系统的LabVIEW软件中小波分析工具--降噪函数Denoise.vi对检测系统中超声信号的噪声进行处理,在综合比较降噪效果和执行速度后,确定小波分解尺度为6,并将所有尺度的阈值均设为0.1.经对CS-1-5试块的φ2平底孔超声反射回波和某型直升机旋翼大梁疲劳裂纹超声反射回波的降噪试验,试验结果表明,处理后的超声信号信噪比显著增强.满足我军航空维修无损检测的需要,实现了探伤工作的快速、机动和高效,提高了检测的可靠性.

建立了超声探测缺陷回波的数学模型，讨论了信号奇异性同其小波变换之间的关系以及通过小波变换模极大值精确重构原信号的原理和方法，利用Mallat的交替投影算法对仿真的超声信号进行了精确重构和对实际检测到的超声信号进行了消噪处理。结果表明，利用小波变换模极大值重构信号的交替投影算法来重构超声信号，重构精度高，实现速度快，用于处理染噪信号，消噪效果好，是一种较为理想的处理超声信号的方法。