基于虚拟仪器的超声波探伤仪的设计

　　1　超声波探伤仪的系统设计

　　1.1　工作原理

　　本文采用LabVIEW图形化开发软件,实现超声波的发射与接收。以金属或非金属作为检测对象,根据显示波形,分析缺陷的类型、位置和大小。根据超声波探伤的原理,利用单探头一次脉冲法进行探伤。已知超声波在工件中的声速为c,使用波峰检测函数模块检测到缺陷波F和发射波T的位置,即时间轴显示的t2和t1,超声波在工件中传播至缺陷处所需的时间为t=t₂-t₁,缺陷的位置d=ct/2。基于虚拟仪器的超声波探伤仪系统组成如图1所示。

　　1.2　超声波探伤仪软件设计

　　超声波探伤仪软件主要包括前面板和流程代码图两部分,其设计流程框图如图2所示。

　　1.3　超声波探伤仪前面板的设计

　　(1)选择ControlsmNumericmDigitalControl重复八次,并将名称修改为首波位置、首波幅值、缺陷波位置、缺陷波幅值、滤波类型、滤波频率、滤波阶次、波速。

　　(2)选择ControlsmNumericmDigital Indicator重复两次,将名称修改为缺陷位置、缺陷率。

　　(3)选择ControlsmBooleanmStop Button,将名称修改为停止。

　　( 4 )选择ControlsmGraphmXY Graph。XY Graph可以绘制出非均匀采样的数据和某些平面曲线。鉴于此优点,本设计中采用XY Graph作为缺陷曲线显示屏。

　　(5)在Graph上弹出菜单Visible ItemsmCursor Leg2end,显示游标图例板。默认的游标图例板有两个游标,可以用定位工具拖动它的任意一角使它扩大或缩小,以显示需要的游标数目。在本设计中只需要一个游标测算出波峰的位置。

　　(6) LabVIEW提供了装饰前面板上对象的设计工具,这些界面元素对程序不产生影响。所有的装饰元素都存在装饰子模板内。鼠标选取其中任一装饰板,将这个控件放置于已有的控件之上,它会覆盖已有的控件一般都要将它们置于底层。首先用鼠标选择该控件,点击工具条,在弹出的菜单中选择Move to Back,这时被装饰件覆盖的其他控件全部可见了。适当地调整控件的大小和位置并配以适当的颜色,经过装饰的界面会显得比较美观。超声波探伤仪的前面板如图3所示。

　　1.4　与前面板对应的流程图窗口的设计

　　本设计的流程图主要由四部分组成:波形采集部分、滤波器模块、波峰检测函数模块以及数据分析模块。波形采集部分由AIConfigVI、AIStartVI以及AIReadVI构成,滤波器选择ButterworthFilterVI,波峰检测函数模块选择Peak DetectorVI,数据分析模块根据计算公式选择适当的运算器即可。

　　在新建的流程代码图编辑窗口根据以下步骤的操作即可完成如图4所示的流程图窗口的设计。