航空维修用手持式智能超声探伤仪的研制

         手持式智能超声探伤仪是应用超声检测技术、电子技术与计算机技术,采用现代化设计思想和手段,研制的小型(掌上)智能超声探伤设备,旨在解决航空维修中飞机、发动机构件原位探伤空间小、操作困难的难题。该仪器小巧、灵敏度高、可智能探伤,并能对信号进行处理、分析和自动生成检验报告。

　　1　背景分析

　　超声探伤法是发现飞机发动机结构件缺陷的主要方法,该方法对疲劳裂纹和亚表面腐蚀缺陷非常敏感,灵敏度高,可达性好[1]。现有超声探伤仪器体积较大、人机对话差、常规检测不方便、检测数据和结果难以保存。为了提高我军航空维修无损探伤手段,研制了手持式智能超声探伤仪。

　　2　系统的设计原则和功能

　　2.1　设计原则

　　手持式智能超声探伤仪是根据航空维修中飞机、发动机零件的检测特点设计,严格执行国家和军队相应标准。该设备采用嵌入式技术、以VisualC++为开发环境,基于MFC开发,维修简单,各种模块可进行自动测试和故障诊断。

　　2.2　主要功能

　　能自动调用探伤工艺。将飞机各探伤工艺参数存储在仪器中,探伤人员选择相应的探伤工艺,不用调整仪器参数就可以进行探伤检查。仪器的操作界面采取人-机对话的形式,并可以对出现的错误进行提示;具有对缺陷进行分析、处理、结果存储及输出打印探伤报告的功能。

　　3　系统结构

　　系统结构分为硬件和软件两部分,图1为系统的结构简图。

　　3.1　硬件部分

　　硬件电路主要由模拟部分、数字部分、电源部分、显示部分和MCU组成。

　　(1)模拟部分由脉冲发射接收电路、缓冲电路、可控增益放大电路及检波滤波电路组成,它们都是数字可控的,即其功能由CPU来直接进行选择调节。此部分功能主要是信号发射、接收以及处理,当仪器从探头接收到回波电信号后,就对其进行缓冲、放大、检波、滤波等处理过程。

　　(2)数字部分由CPU、数据存储器、程序存储器、打印通讯接口、显示驱动组成,它们都在时序电路的协调下工作。此部分功能主要是数据的存储、读取以及处理,同时还对模拟部分的各模块的工作状态进行控制[2]。

　　(3)电源部分主要是提供整个系统中各部分运行所需电源。

　　(4)显示部分由显示屏、显示驱动模块等部分组成,主要是将仪器的相关信息及探伤相关数据显示出来。

　　(5) MCU对仪器电源部分、键盘、仪器初始化等进行系统化管理。当仪器开启后,MCU即对仪器进行初始化,并对各部分进行实时监控,若发现异常,会给出出错指示。