基于FPGA的多通道聲發(fā)射同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、鋁合金材料由于其優(yōu)異的性能應(yīng)用廣泛，但在使用過程中隨著時(shí)間的推移結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定的疲勞損傷，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)尤為重要。目前，傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法是在靜態(tài)環(huán)境下對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行離線檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，尤其是對(duì)高速運(yùn)行中的鋁合金結(jié)構(gòu)。
　　聲發(fā)射技術(shù)具有對(duì)活動(dòng)性缺陷敏感、可對(duì)大型結(jié)構(gòu)快速整體檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于鋁合金損傷監(jiān)測(cè)領(lǐng)域是較好的選擇。但聲發(fā)射技術(shù)所需的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還不理想，本文研究設(shè)計(jì)了一套基于FPGA的聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系

2、統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多通道、高采樣率、高速傳輸速率等特點(diǎn)，具體工作如下:
　　1、依據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，開發(fā)設(shè)計(jì)了基于FPGA的多通道聲發(fā)射同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，把FPGA作為該系統(tǒng)的控制、處理核心，通過高速AD模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至FPGA，在FPGA內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存及相關(guān)處理后，通過USB接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)端的高速數(shù)據(jù)通信。
　　2、本文分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，提出

3、了高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。硬件設(shè)計(jì)包括各器件的選型、原理分析、外圍電路設(shè)計(jì)及PCB設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)包括FPGA的邏輯設(shè)計(jì)與仿真測(cè)試及基于LabVIEW的上位機(jī)軟件的編寫。
　　3、實(shí)現(xiàn)了AD7616模塊的數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)現(xiàn)了CY7C68013A工作于Slave-FIFO模式下FPGA與上位機(jī)端的USB數(shù)據(jù)通信功能，實(shí)現(xiàn)了聲發(fā)射數(shù)據(jù)在PC端實(shí)時(shí)的波形顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。
　　4、最后通過搭建硬件測(cè)試平臺(tái)，完成系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)工