无损检测技术的应用

I新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）题目无损检测技术在化工设备中的应用专业化工设备08-3班学生姓名杜金龙学号081040小组成员指导教师乔老师完成日期2011.4.17II摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。对于系统的一些主要参数进行了讨论，并且在介绍超声波测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。对组成各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。论文介绍了系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。最后，通过对系统的误差分析，给出了系统的改进方案。关键字：单片机超声波AT89C51III目录第1章绪论......................................................................................................11.1超声检测发展综述.................................................................................11.2论文主要内容和章节安排.....................................................................3第2章超声波测距原理....................................................................................42.1超声波传感器介绍.................................................................................42.2超声波检测概述.....................................................................................52.2.1超声探伤..........................................................................................62.3超声测距原理及实现...........................................................................7第3章单片机超声波测距系统构想................................................................83.1超声波测距系统总体方案.....................................................................83.2系统主要参数考虑.................................................................................93.2.1传感器指向角..................................................................................93.2.2测距仪的工作频率........................................................................103.2.3声速................................................................................................103.2.4发射脉冲宽度................................................................................103.2.5测量盲区........................................................................................10第4章单片机倒车防撞报警系统各组成单元方案设计............................114.1发射接收电路方案设计.......................................................................114.2显示报警单元方案设计.......................................................................164.2.1系统显示电路设计........................................................................174.2.2系统报警电路设计........................................................................174.3单片机复位电路...................................................................................184.4时钟电路...............................................................................................19第5章系统硬件及软件实现........................................................................205.1单片机硬件介绍...................................................................................205.1.1单片机AT89C51介绍...................................................................205.1.28155芯片介绍...............................................................................225.1.374LS244芯片介绍.........................................................................225.2运算放大器...........................................................................................235.3LM567芯片介绍..................................................................................245.4探头UCM介绍..................................................................................25IV第6章系统误差分析及改进........................................................................266.1误差产生原因分析...............................................................................276.1.1温度对超声声速的影响................................................................276.1.2回波检测对时间测量的影响........................................................276.1.3超声传感器所加脉冲电压对测量范围和精度的影响................276.2针对误差产生原因的系统改进方案...................................................40参考文献............................................................................................................42致谢....................................................................................................................431第1章绪论随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞报警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。1.1超声波检测发展综述高速度，高效率是现代工业的标志，而这是建立在高质量的基础之上的。设计和工艺人员理应了解：非均一的组织结构，随机出现的微观，宏观缺陷，常常可以有时甚至是只能依靠无损检测技术的运用方可予以发现，评价。当然，这与数十年来多方的重视和广大从业人员的艰辛努力，使无损检测技术在这方面已具有一定的能力有关。现在，在工业发达国家，无损检测在产品的设计，研制，使用部门已被卓有成效的运用，1981年美国前总统里根在给美国无损检测学会成立40周年大会的贺信中就说过：“你们能够给飞机和空间飞行器，发电厂，船舶，汽车和建筑物等带来更大程度的可靠性。没有无损检测，我们就不可能享有目前在这些领域和其他领域的领先地位。”无损检测正在以迅猛之势向纵深发展，客观的需要毕竟是一种专业可以发展的最大动力。我国无损检测技术是从无到有，从低级阶段逐渐发展到应用普及的现阶段水平。超声波检测仪器的研制生产，也大致按此规律发展变化。五十年代，我国开始从国外引进超声波仪器，多是笨重的电子管式仪器。如英国的UCT-2超声波检测仪，重达24Kg，各单位积极开展试验研究工作，在一些工程检测中取得了较好的效果。五十年代末六十年代初，国内科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。随后，上海同济大学研制出CTS-10型非金属超声检测仪，也是电子管式，仪器重约20Hg。该仪器性能