智能型超声波钢轨探伤仪

　　一般的概念是8位单片机只用于控制要求不太高的场合下，高速检测控制场合都使用16位以上的CPLJ或者工巧P处理器。实际上，我们完全可以采用多片廉价8位单片机高速并行工作的方法来设计实现高速的实时控制系统，这样做使得系统分工明确、编程简便、成本低廉，故采用三片51单片机设计出了新型智能STG一2000型超声波钢轨探伤仪。

　　钢轨探伤仪是一种在钢轨上推行，能够连续对钢轨进行探伤的设备，由运载车体和仪器组成。它一般使用五个不同发射角度的探头在钢轨的踏面上用超声波对钢轨进行探伤，在示波管上显示经过峰值选择处理过的反射波形。探伤仪要求在野外钢轨上行进中连续工作，还要求能够适应不同状态轨面，因此要求有高速的处理速度、波形清晰、节省电池、增益调节范围大等特点。相对于常规钢轨探伤仪，我们设计的智能型产品采用了全数字式面板取代了以前仪器烦琐的众多旋纽，并且使用LCI)显示器采用中文菜单方式指示操作和状态。放大电路采用高速可变增益放大器，动态范围大，获得反射波形清晰。报警过程处理智能化，显示准确，并具有图形报替功能。整个系统电源由一个专门CPU控制，使整机功耗与常规钢轨探伤仪相当。考虑到实时处理速度和成本，回波显示使用低功耗示波管。

　　1硬件设计

　　如图1，硬件设计上基本划分为三大部分，下面分别进行叙述。

　　1.1面板部分

　　一体化的数字式面板是本机的一个特色，这个部分由LCD〕、键盘、控制线路板组成。其中D口〕为宽温的128只64点阵模块，使用汉字菜单方式来显示当前系统参数和状态。键盘为16个薄膜按键，用来对系统进行控制。电源控制也设置为单键控制的软开关，这样可以保证面板整体无开孔，提高野外操作的防雨性能。控制CPU采用W78E58，它内部加载了一个局部字库，为汉字显示提供字模，系统还扩展了一片〔巧1235来存储设定的数据和必要的检测结果。在对LC工〕和键盘的控制同时，还负责系统报替显示处理及电池电压的监控。信息通过它的串行口与另外两个CPU进行交换，串行口采用工作方式3进行，能够保证高速度的数据传输。如果在钢轨探伤仪走行部分加装霍尔器件，系统控制CPU还能够提供距离累计和走行速度显示功能。

　　1.2信号检测控制部分

　　这个部分是探伤仪的主体部分，它由发射电路、程控放大接收电路、增益补偿电路、波形处理电路、回波时间检测电路、示波管控制电路、CPU核心等组成，每通道检测周期为500从S，五通道连续巡回检测速度为4001七，其中程控放大接收电路和回波时间检测电路设计比较有特色。