声发射检测仪多路数据采集模块制造技术

本发明专利技术声发射检测仪多路数据采集模块，实现了数据的高速采样、高精度、零延时这一声发射检测系统要求。本发明专利技术包括六个通道、FPGA模块、数据暂存单元SDRAM和上位机，所述每个通道的输出端均与FPGA模块的信号输入端相连；所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；所述声发射传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接增益调节电路的信号输入端，所述增益调节电路的信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，所述模数转换电路的信号输出端连接FPGA模块的信号输入端；所述FPGA模块的数据输出端通过无线网络与上位机通信，所述FPGA模块与数据暂存单元SDRAM通过总线连接，所述无线网络为以太网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仪器仪表检测
，具体地涉及声发射检测仪多路数据采集模块。
技术介绍
保障现役飞机安全可靠飞行，延长其安全使用期限，首要任务就是要发现早期裂纹,通过早期预防性维护及修理。材料或者构件在外加载荷的作用下，其内部迅速释放能量而产生瞬态弹性波，这种现象称为声发射。声发射与常规无损检测技术相比有2个基本特点：一是对动态缺陷敏感,在缺陷萌生和扩展过程中能实时发现；二是声发射波来自缺陷本身而非外部,可以得到有关缺陷的丰富信息,检测灵敏度与分辨率高。因此，在飞机疲劳损伤检测中，声发射检测是一种重要检测手段。为了得到较高的采样精度及传输速率，声发射测试仪器通常采用有线的传输方式，数据直接通过电脑的PCI插槽或者USB送至计算机。而在采样节点比较多，信道容量一定的情况下，必须降低采样速率；另外此类仪器只能测试相对物固定不动的目标，如果相对目标移动则无法测量；在现场条件恶劣的环境下，此类测量势必增加检测人员的劳动强度。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供声发射检测仪多路数据采集模块；本专利技术实现了数据的高速采样、高精度、零延时这一声发射检测系统要求。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块，包括六个通道、FPGA模块、数据暂存单元SDRAM和上位机，所述每个通道的输出端均与FPGA模块的信号输入端相连；其结构要点是：所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；所述声发射传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接增益调节电路的信号输入端，所述增益调节电路的信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，所述模数转换电路的信号输出端连接FPGA模块的信号输入端；所述FPGA模块的数据输出端通过无线网络与上位机通信，所述FPGA模块与数据暂存单元SDRAM通过总线连接，所述无线网络为以太网。作为本专利技术的一种优选方案，所述声发射传感器采用R15A。作为本专利技术的另一种优选方案，所述前置放大器采用1220-100-300BP。作为本专利技术的另一种优选方案，所述增益调节电路由一级运放AD8066、二级运放AD8066和差分运放AD8065级联构成。作为本专利技术的另一种优选方案，所述模数转换电路由A/D转换芯片AD9226构成。作为本专利技术的另一种优选方案，所述FPGA模块采用EP2C8Q208C8。本专利技术的有益效果是。本专利技术提供的声发射检测仪多路数据采集模块，包括六个通道，所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；以FPGA模块为核心，和A/D转换芯片AD9226组成的多路数据采集处理模块。首先将声发射传感器检测的信号进行放大、增益调节；再将调制后的模拟信号通过A/D转换芯片AD9226进行模数转换，同时将采集的多路数据存入SDRAM中；采集的数据可以通过无线方式送至上位主机进行数据分析处理。本专利技术采样精度高,处理速度快，满足实际要求；通过FPGA控制模数转换，实现了数据的高速采样、高精度、零延时这一声发射检测系统要求。附图说明图1是本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的总体结构框图。图2是本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的增益调节电路连接图。图3是本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的模数转换电路连接图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的总体结构框图。图中，包括六个通道、FPGA模块、数据暂存单元SDRAM和上位机，所述每个通道的输出端均与FPGA模块的信号输入端相连；其结构要点是：所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；所述声发射传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接增益调节电路的信号输入端，所述增益调节电路的信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，所述模数转换电路的信号输出端连接FPGA模块的信号输入端；所述FPGA模块的数据输出端通过无线网络与上位机通信，所述FPGA模块与数据暂存单元SDRAM通过总线连接，所述无线网络为以太网。所述声发射传感器采用R15A；所述R15A频带在50～200kHz的声发射传感器R15A,该传感器谐振频率为75kHz,适合在高灵敏度的检测场合中使用。所述前置放大器采用1220-100-300BP。所述增益调节电路由一级运放AD8066、二级运放AD8066和差分运放AD8065级联构成。如图2所示，为本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的增益调节电路连接图。图中，包括一级运放AD8066、二级运放AD8066和差分运放AD8065，电阻R1、R2、R3、R4、R5、滑动变阻器R6，电容C1，稳压二极管D1、D2；所述一级运放AD8066的负极端接入+2V的参考电压VREF2，正极端和输出端共同连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和二级运放AD8066的正极端；所述二级运放AD8066的输出端连接电阻R2的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接稳压二极管D1的阳极、D2的阴极、R4的一端、差分运放AD8065的负极端，电阻R4的另一端连接差分运放AD8065的Vout端；所述差分运放AD8065的正极端连接电阻R5、滑动变阻器R6的一端，所述差分运放AD8065的正极端稳压管D1的阴极端、稳压管D2的阳极。所述电容C1为隔直电容,VREF2为系统+2V的参考电压,先通过前一级运放AD8066经过增益为1的电压跟随,然后再通过后二级运放AD8066进行翻转,输出-2V的参考电压,最后将前置放大信号与-2V的参考电压通过AD8065进行差分运算,稳压二极管D1、D2起限压保护作用。所述模数转换电路由A/D转换芯片AD9226构成；所述A/D转换芯片AD9226为单路数据转换，其采样精度为12bit，最高采样速率为65MSPS。如图3所示，为本专利技术声发射检测仪多路数据采集模块的模数转换电路连接图。图中，所述AD9226的CLK1脚为FPGA发送的时钟信号，VINA和VINB为模拟量输入端，增益调节后的信号ADCIN通过电阻R1133Ω的电阻接入AD9226的VINA脚作为输入信号；所述AD9226的VINB脚通过R1233Ω电阻接入AD9226的VREF脚，所述电阻R11、R12起限流作用。AD9226的SENSE引脚接地,VREF输出2V的标准电压；OTR引脚为信号幅值检测端，当AD9226输入信号幅值超出输入范围时将输出高电平1；通过MODE引脚设置输出数据格式，本专利技术接地则输出数据为二进制格式，BIT1～BIT12为输出的二进制信号。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
声发射检测仪多路数据采集模块，包括六个通道、FPGA模块、数据暂存单元SDRAM和上位机，所述每个通道的输出端均与FPGA模块的信号输入端相连；其特征在于：所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；所述声发射传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接增益调节电路的信号输入端，所述增益调节电路的信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，所述模数转换电路的信号输出端连接FPGA模块的信号输入端；所述FPGA模块的数据输出端通过无线网络与上位机通信，所述FPGA模块与数据暂存单元SDRAM通过总线连接，所述无线网络为以太网。

【技术特征摘要】
1.声发射检测仪多路数据采集模块，包括六个通道、FPGA模块、数据暂存单元SDRAM和上位机，所述每个通道的输出端均与FPGA模块的信号输入端相连；其特征在于：所述每个通道均包括声发射传感器、前置放大器、增益调节电路、模数转换电路；所述声发射传感器的信号输出端连接前置放大器的信号输入端，所述前置放大器的信号输出端连接增益调节电路的信号输入端，所述增益调节电路的信号输出端连接模数转换电路的信号输入端，所述模数转换电路的信号输出端连接FPGA模块的信号输入端；所述FPGA模块的数据输出端通过无线网络与上位机通信，所述FPGA模块与数据暂存单元SDRAM通过总线连接，所述无线网络为以太网。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福霞，
申请(专利权)人：李福霞，
类型：发明
国别省市：辽宁;21