本文關(guān)鍵詞：煤炭傳送帶超聲無損檢測系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：煤炭傳送帶無損檢測對我國煤炭行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,關(guān)系到煤炭生產(chǎn)效率以及人身安全。因此為了避免傳送帶損傷導(dǎo)致的人身財產(chǎn)安全,對傳送給帶的實時檢測是十分必要的。超聲波探傷作為一種先進(jìn)的無損檢測方法,它可以利用傳送帶內(nèi)部缺陷對超聲波傳播的影響,實時的檢測傳送帶損壞情況。根據(jù)超聲波脈沖穿透法基本原理,以FPGA為控制核心,采用一收一發(fā)兩個100kHz輪式超聲波換能器,設(shè)計一種煤礦傳送帶無損檢測系統(tǒng)。本論文首先介紹了傳送帶檢測系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀,闡述了超聲波無損探傷的基本理論和方法。針對煤礦傳送帶無損檢測的需要,確定了論文的研究內(nèi)容和方向。根據(jù)此總體設(shè)計方案,對系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計分別進(jìn)行了詳細(xì)的敘述,并對小波變換在超聲回波信號去噪應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。該系統(tǒng)硬件電路設(shè)計主要包括超聲波收發(fā)模塊、FPGA控制模塊、USB通信模塊。軟件設(shè)計方面采用LabVIEW與MATLAB混合編程,通過小波變換數(shù)字信號處理技術(shù)對回波波形進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)了對超聲波波形的實時數(shù)據(jù)采集、顯示,能夠準(zhǔn)確檢測傳送帶在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的損壞情況。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 超聲波 傳送帶 USB 小波變換 LabVIEW MATLAB
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD528.1;TH878.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2 超聲無損檢測技術(shù)12-13
• 1.3 本課題研究的目的和意義13-15
• 第二章 超聲波無損檢測基本理論15-26
• 2.1 超聲波簡介15-16
• 2.1.1 超聲波的基本物理量15-16
• 2.1.2 超聲波的分類16
• 2.2 傳送帶簡介16-18
• 2.2.1 煤礦傳送帶類型16-17
• 2.2.2 煤礦傳送帶撕裂原因分析17-18
• 2.3 超聲波在傳送帶的傳播特點及探頭選型18-22
• 2.3.1 聲波在傳送帶中的傳播分析18-19
• 2.3.2 超聲波探頭類型選擇19-21
• 2.3.3 超聲波探頭頻率選擇21-22
• 2.4 超聲波探傷檢測原理22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 硬件總體設(shè)計26-41
• 3.1 總體設(shè)計框圖26-27
• 3.2 超聲波發(fā)射電路27-28
• 3.3 超聲波接收電路28-33
• 3.3.1 放大電路29-30
• 3.3.2 濾波電路30-33
• 3.4 A/D采樣電路33-34
• 3.4.1 A/D芯片選擇33-34
• 3.4.2 電路連接34
• 3.5 USB通信電路34-36
• 3.5.1 CYZC68013A簡介34-35
• 3.5.2 硬件電路圖35-36
• 3.6 電源電路36-38
• 3.7 FPGA外圍電路設(shè)計38-40
• 3.7.1 晶振電路38-39
• 3.7.2 JTAG電路39
• 3.7.3 復(fù)位電路39-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 第四章 軟件部分41-56
• 4.1 FPGA開發(fā)簡介41-43
• 4.1.1 FPGA開發(fā)的一般流程41-42
• 4.1.2 軟件開發(fā)平臺42-43
• 4.1.3 開發(fā)語言43
• 4.2 超聲波收發(fā)模塊43-46
• 4.2.1 超聲波發(fā)射模塊43-44
• 4.2.2 超聲波回波信號的增益控制模塊44-46
• 4.2.3 A/D采樣與FIFO數(shù)據(jù)存儲46
• 4.3 USB通信模塊46-53
• 4.3.1 固件程序設(shè)計47-49
• 4.3.2 USB Slave FIFO模式讀寫設(shè)計49-53
• 4.4 上位機設(shè)計53-55
• 4.4.1 Lab VIEW與MATLAB混合編程53-54
• 4.4.2 上位機圖形界面54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 回波信號的小波去噪56-66
• 5.1 回波信號處理的必要性56-57
• 5.2 小波去噪流程57-61
• 5.2.1 小波的定義57-58
• 5.2.2 小波基的選取58-60
• 5.2.3 小波分解及層數(shù)60-61
• 5.2.4 閾值的選取61
• 5.2.5 小波重構(gòu)61
• 5.3 結(jié)果分析61-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：704241