本文關(guān)鍵詞：基于ARM處理器的超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備,其廣泛運(yùn)用在石油、化工、冶金、醫(yī)藥以及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行,需經(jīng)常對(duì)壓力容器進(jìn)行壓力檢測(cè)。在壓力檢測(cè)的過(guò)程中,為了不破壞壓力容器,從而減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。超聲檢測(cè)作為無(wú)損檢測(cè)的一種,其靈敏度高、速度快、成本低、可對(duì)缺陷部位進(jìn)行定位和定量且對(duì)人體無(wú)害。特別對(duì)于壓力容器等工作在高溫、高壓以及腐蝕介質(zhì)條件下的高危設(shè)備,從原料檢測(cè)到使用過(guò)程中的定期檢查都需盡量避免或減小對(duì)設(shè)備的損壞。本文在認(rèn)真研究、分析超聲波檢測(cè)的原理及方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ARM為主控制器,以嵌入式Linux系統(tǒng)為運(yùn)行平臺(tái),相比較傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備,它具有很多優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)結(jié)果可以以文件形式保存在系統(tǒng)內(nèi)部閃存或SD卡、U盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備中,亦可通過(guò)USB及串口與計(jì)算機(jī)通信存儲(chǔ),便于后期分析、研究。本系統(tǒng)的直接測(cè)取量為超聲表面波在特定距離上的傳播時(shí)間,即可間接測(cè)量表面波在該介質(zhì)中的波速。采用多次測(cè)量取結(jié)果平均值的方法以減小隨機(jī)干擾,采用參比方法放置接收探頭以消減電路中電子器件的延時(shí)。本文首先對(duì)超聲檢測(cè)理論與技術(shù)進(jìn)行了仔細(xì)研究,并在此基礎(chǔ)上提出了基于ARM處理器的嵌入式超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,為硬件和軟件的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。其次詳細(xì)介紹了超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì)方案,分別包括超聲波的控制模塊、激發(fā)模塊、接收模塊及TDC計(jì)時(shí)模塊及通信接口等部分。接著在硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行Linux系統(tǒng)軟件移植、硬件驅(qū)動(dòng)移植及應(yīng)用程序編寫(xiě),其中重點(diǎn)為T(mén)DC-GP21設(shè)備驅(qū)動(dòng)移植和應(yīng)用軟件編寫(xiě)。硬件的模塊化設(shè)計(jì)很大程度上增加了電路的可靠性及可調(diào)試性。Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊化編程減小了工作量,也便于日后的維護(hù)和升級(jí)。最后,總結(jié)了工作中的不足與進(jìn)一步的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：超聲檢測(cè) 壓力容器 ARM TDC-GP21 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH49;TB559
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)9-11
• 1.2.1 超聲波檢測(cè)的歷史與發(fā)展9
• 1.2.2 超聲波檢測(cè)的基本方法9-10
• 1.2.3 超聲波檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)10-11
• 1.3 超聲波檢測(cè)應(yīng)用11-14
• 1.3.1 超聲波應(yīng)力檢測(cè)11-12
• 1.3.2 超聲波壓力檢測(cè)12-13
• 1.3.3 超聲波溫度檢測(cè)13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及原理15-29
• 2.1 表面波簡(jiǎn)介15-16
• 2.1.1 表面波的產(chǎn)生15
• 2.1.2 表面波的傳播15-16
• 2.1.3 表面波的應(yīng)用16
• 2.2 壓力容器簡(jiǎn)介16-20
• 2.2.1 壓力容器的主要參數(shù)16-17
• 2.2.2 壓力容器的分類(lèi)17
• 2.2.3 壓力檢測(cè)方法17-20
• 2.3 表面波壓力測(cè)量模型20-25
• 2.3.1 影響表面波傳播速度的因素20-23
• 2.3.2 影響表面波傳播距離的因素23-24
• 2.3.3 參比壓力測(cè)量模型24-25
• 2.3.4 傳播時(shí)間測(cè)量原理25
• 2.4 超聲波檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)25-28
• 2.4.1 方案選擇26-27
• 2.4.2 總體框架設(shè)計(jì)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 超聲波檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)29-43
• 3.1 ARM控制模塊29-32
• 3.1.1 ARM處理器29-30
• 3.1.2 Flash內(nèi)存30-31
• 3.1.3 SDRAM存儲(chǔ)器31
• 3.1.4 通訊接口31-32
• 3.2 超聲波激發(fā)模塊32-35
• 3.2.1 脈沖超聲波激勵(lì)原理33
• 3.2.2 脈沖超聲波激勵(lì)電路實(shí)現(xiàn)33-34
• 3.2.3 直流高壓電路34-35
• 3.3 超聲波接收模塊35-37
• 3.3.1 放大與濾波原理圖35
• 3.3.2 放大與濾波電路實(shí)現(xiàn)35-36
• 3.3.3 電平比較電路36-37
• 3.4 TDC計(jì)時(shí)模塊37-42
• 3.4.1 TDC-GP21概述37-38
• 3.4.2 TDC-GP21測(cè)量范圍38-40
• 3.4.3 TDC計(jì)時(shí)電路實(shí)現(xiàn)40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)43-61
• 4.1 建立軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境43-44
• 4.1.1 安裝交叉編譯工具43
• 4.1.2 TFTP與NFS服務(wù)的配置43-44
• 4.1.3 軟件工具44
• 4.2 嵌入式Linux系統(tǒng)移植44-50
• 4.2.1 Bootloader45-46
• 4.2.2 Linux內(nèi)核移植46-48
• 4.2.3 構(gòu)建根文件系統(tǒng)48-50
• 4.3 TDC設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)50-56
• 4.3.1 SPI傳輸格式50-51
• 4.3.2 SPI相關(guān)寄存器51-52
• 4.3.3 TDC驅(qū)動(dòng)程序52-56
• 4.4 應(yīng)用程序56-60
• 4.4.1 打開(kāi)設(shè)備58
• 4.4.2 配置TDC設(shè)備58-59
• 4.4.3 讀取數(shù)據(jù)59-60
• 4.4.4 存數(shù)并運(yùn)算數(shù)據(jù)60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 系統(tǒng)調(diào)試及實(shí)驗(yàn)分析61-67
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試61-64
• 5.1.1 裝置調(diào)試61-63
• 5.1.2 軟件調(diào)試63-64
• 5.2 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析64-65
• 5.3 誤差分析65
• 5.4 本章小節(jié)65-67
• 6 總結(jié)與展望67-68
• 7 參考文獻(xiàn)68-73
• 8 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況73-74
• 9 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張強(qiáng);陳奕梅;;基于arm的家用清潔機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];大眾科技;2014年02期

2 支華,巢佰崇,陳雪豐;基于ARM的指紋識(shí)別平臺(tái)設(shè)計(jì)[J];地理空間信息;2005年03期

3 陳文;朱勇;;基于ARM的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J];科技致富向?qū)?2011年12期

4 謝軍;;基于ARM的通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J];太原科技;2009年04期

5 羅翊;;基于ARM平臺(tái)的嵌入式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J];中國(guó)科技信息;2010年22期

6 胡津津;徐歡;;基于ARM的電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器研究[J];科技廣場(chǎng);2009年11期

7 林鑫偉;胡文驊;;基于ARM的校耙器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];科技資訊;2011年11期

8 胥偉;王亮;王軍;;基于DSP和ARM的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];高師理科學(xué)刊;2011年03期

9 張秋林;夏靖波;邱婧;胡圖;;基于ARM和FPGA的雙路遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];液晶與顯示;2011年06期

10 汪燦華;;LPC2000系列ARM可重入中斷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];科技廣場(chǎng);2012年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 阮波;全書(shū)海;;基于ARM的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)儀表信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)汽車(chē)電子技術(shù)分會(huì)第七屆（2006）年會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 李杰;張仁杰;陳鵬;鄭哲;;基于ARM的蔬菜大棚智能無(wú)線(xiàn)監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

3 陳昌龍;徐家棟;;基于ARM的太陽(yáng)能交通誘導(dǎo)屏實(shí)現(xiàn)[A];2008全國(guó)LED顯示應(yīng)用技術(shù)交流暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)文集[C];2008年

4 陳鵬;張仁杰;鄭哲;李杰;;基于ARM的語(yǔ)音識(shí)別家居控制裝置研究[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

5 趙勝歡;劉守會(huì);;ARM及其嵌入式系統(tǒng)在LED屏幕中的應(yīng)用[A];2006年全國(guó)LED顯示技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

6 張彩紅;洪青陽(yáng);陳曉陽(yáng);陳燕;;基于ARM的嵌入式說(shuō)話(huà)人確認(rèn)系統(tǒng)[A];第九屆全國(guó)人機(jī)語(yǔ)音通訊學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 楊靖;李捍東;;基于ARM和CPLD的嵌入式數(shù)字圖像處理系統(tǒng)[A];2010年西南三省一市自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

8 周曉萌;侯朝煥;朱昀;;基于ARM和FPGA的聲納波形產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2008中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

9 吳興存;程乃平;宇天航;;一種基于ARM的高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)的設(shè)計(jì)[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

10 李昂;程耕國(guó);;ARM處理器啟動(dòng)過(guò)程詳述[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2009年年會(huì)論文集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫永杰;嵌入式：英特爾歸來(lái) 挑戰(zhàn)ARM[N];中國(guó)電子報(bào);2008年

2 記者 王如晨;蘋(píng)果收購(gòu)ARM：難以承受之重？[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2010年

3 許磊;蘋(píng)果大可不必買(mǎi)ARM[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

4 本報(bào)記者 霍光;ARM不是微軟的救世主[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2011年

5 楊宇良;ARM移動(dòng)芯片的新霸主[N];電腦報(bào);2011年

6 Tiernan Ray;ARM在后PC時(shí)代抗衡英特爾[N];人民郵電;2011年

7 見(jiàn)習(xí)記者 呂文龍;英特爾落地智能手機(jī) 無(wú)蘋(píng)果、三星難追ARM[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2012年

8 本報(bào)記者 陳炳欣;ARM再向英特爾發(fā)起挑戰(zhàn)[N];中國(guó)電子報(bào);2012年

9 本報(bào)記者 劉亞杰;英特爾再戰(zhàn)ARM[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2012年

10 記者 周源;64位ARM處理器終于來(lái)了![N];網(wǎng)絡(luò)世界;2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王文特;基于FPGA和ARM的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)信號(hào)處理模塊的研制[D];東南大學(xué);2015年

2 盧德威;基于ARM的直流電機(jī)可逆調(diào)速控制器的研制[D];東南大學(xué);2015年

3 李振華;ARM在直流電機(jī)調(diào)速控制器中的應(yīng)用研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

4 周玉榮;基于ARM的電子壓力機(jī)專(zhuān)用控制器研究[D];江蘇大學(xué);2016年

5 胡玉琛;基于FPGA及ARM的車(chē)載交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華東師范大學(xué);2016年

6 龔雪;基于ARM的轉(zhuǎn)向架振動(dòng)檢測(cè)分析系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 樊永順;基于ARM處理器的超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)[D];天津科技大學(xué);2015年

8 周悅;基于ARM處理器的標(biāo)準(zhǔn)探空儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2016年

9 姚傳群;基于ARM的嵌入式Linux系統(tǒng)研究與地圖顯示的實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2008年

10 周成林;基于ARM的半自動(dòng)生化分析儀的研究與設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM處理器的超聲波壓力容器檢測(cè)系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：432066