基于AD采集卡的混凝土超声成像检测仪的设计与实现

器PGA202，PGA202是一种增益为1／10／100／1 000程控放大器，其具有增益精确、失真孝建立时间快和共模抑制比高等优点；PCI桥将32位高速PCI总线转换为类似于ISA总线的8位主动并行总线，实现信号处理卡与计算机接口，设计采用CH365作为PCI接口器件：CPLD把计算机发来的各种命令转化为相应的控制信号，该系统选用EPM7128S作为控制核心。

5 系统软件设计
该混凝土超声检测仪的软件主要实现超声数据的采集、处理、分析、数据存储与管理等功能。如图3所示。其层次结构由驱动程序、动态链接库程序、人机界面程序3部分组成。研华公司为PCI-1714提供了支持WIN2000环境的设备驱动程序，而自制的PCI卡则需要编写驱动程序。动态链接库接口程序是联系应用程序与驱动程序之间通信的桥梁，它封装了一系列板卡操作函数，为应用程序对硬件进行各种设置和操作提供接口。与用户直接打交道的是基于Windows界面的超声检测仪应用程序，它由超声仪数据采集与处理软件和超声数据分析软件组成。前者负责超声信号的采集、数字滤波和对采集数据的数据库管理；后者负责对测试数据进行计算和分析。超声数据分析软件不仅可以在超声仪上运行。进行现场数据分析、计算，还可以脱离仪器独立运行于普通PC机上，可以在普通，PC机上分析和处理采集的数据。

6 试验结果分析
为了验证混凝土检测仪的正确性和有效性，设计了含多种已知缺陷的混凝土试块模型。在(500x500x500)mm3的立方体混凝土试块中预埋蜂窝、离析、泥团等缺陷，采用单向测试方法，即检测时一侧某点发射，另一侧所有点同时接收，这样就可以获得多个声时值，基于这些声时值，得到混凝土结构的层析图像。由层析图像可较好地确定混凝土缺陷的位置和缺陷程度。图4是内含大小为(150x150x150)mm3泥团的混凝土试块的CT成像图。试验结果表明，该检测仪能够准确再现混凝土内部缺陷。

7 结语
该系统具有层析成像功能，可直观再现混凝土内部结构的强度分布和缺陷的位置，操作简单方便，可靠性高；可实现4通道并行采集和24通道同时接收，不仅提高了工作效率，而且保证采样点位置的精确一致性，充分利用采样数据之间的相关性，保证层析成像的精度；系统采样位数高达12位，信号精度更高，最大采样频率是30 MHz，声时测读精度可达到0．033μs，从而有提高系统的精度和可靠性。