2011年第4期
仅表技术与传感器 InstrumentTechniqueand Sensor
基于ARM和Linux的超声导波管道检测系统
王军阵，王建斌，张轩硕
（军械工程学院电气工程系，河北石家庄050003）
2011 No. 4
摘要：针对目前我国基于嵌入式的超声导波管道检测仪器稀少的现状，提出了一种基于ARM9的管道超声导波检测系统的设计方法，进行了硬件的设计、驱动程序和应用程序的开发。硬件部分采用模块化设计，使于开发过程中的测试和后续的开发。使用基于ARM920T架构的微处理器S3C2440A作为系统的硬件平台，选用Linux2.6.30版本的操作系统内核，应用程序使用Qt/Embedded4.5编写。实验表明，系统各部分运行正常，能发射超声导波审带激励信号，可以对信号进
行放大、采样和显示，实现了系统设计的功能要求。关键调：超声导波；ARM;Linux;Q
中图分类号：TP274.5
文献标识码：A
文章编号：10021841(2011)04005102
DesignofUltrasonicGuidedWaveTestSystemforPipe
BasedonARMandLinux
WANG Jun-zhen, WANG Jian-bin,ZHANG Xuan-shuo
(Department of Electrical Engineering,Ordnance Engineering College,Shijiazhuang 050003,China)
Abstract: To meet the current requirements of ultrasonic guided wave test equipment based on embedded system in China, a design method based on ARM9,of ultrasonic guided wave test system for pipe was proposed. The hardware was designed, drivers and application software were developed, The hardware was designed with a modular structure,it was convenient for debugging and further development, S3C2440A microprocessor based on ARM920T was used for embedded hardware platform, the kernel of the operating system was Linux 2. 6. 30,application software was developed with Q/Embedded 4. 5. The results show that all parts of the system can normally operate, and the equipment can properly send the narrowband excitation signal for ultrasonic guided waves,
it can amplify ,sample and display the signal. The instrument can meet the functional requirements of system design. Key words: ultrasonic guided wave; ARM ;Linux ; Qt
0引言
近年来，在大型埋地管道、压力管道及其他距离较长的管材无损检测中，相对于传统的超声波检测技术，超声导波管道检测技术具有检测距离长、接收信号包含信息丰富等特点，可节约大量的检测时间，提高检测效率，它在工程中的应用研究受到了广泛关注，其技术也正在趋于成熟。但目前大部分的超声导波研究仍处于实验室阶段，管道导波检测系统由多个分立设备组成，如任意函数发生器、示波器等，这些设备之间的搭接较复杂"]，其体积较大、成本较高、携带不方便，给场外检测带来了众多不便。随着嵌人式系统的不断发展，特别是嵌入式处理器运算能力的不断增强，管道超声导波检测系统实现小型化设计将是一种趋势，面在嵌人式设备中的图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)的开发中，QvEmbedded以其面向对象、跨平台、界面设计更美观、开发工具丰富强大面得到了广泛的应用。介绍了采用性价比较高的微处理器ARM，并以 Linux作为操作系统构建管道超声导波检测系统的设计方法。
管道超声导波检测系统的组成
管道超声导波检测系统主要由导波发射模块、回波接收模块、程控增益放大模块、A/D采集模块、USB存储模块、ARM9 收稿日期：2010-08-11收修改稿日期：2010-11-10
处理器核心模块等组成，系统框图如图1所示。
触摸屏显示
FLASH SDRAM USB在错介质
ARM
劲控制值号
余
根荐最
图1系统的结构框图
横奖煌電露
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系统的硬件部分以S3C2440A微处理器作为控制核心，该芯片使用ARM920T核，其工作频率最高可达533MHz，具有丰的外设标准接口。采用128MBNANDFlash64MBSDRAM 等器件作为ARM的外围电路构建成嵌入式ARM平台。ARM 发出的指令通过简单的数学逻辑电路控制发射电路、A/D采集电路等外设。发射电路产生的汉宁密调制单音频的窄带激励信号经管道缺陷反射得到回波进人超声导波接收电路，然后经过限幅、滤波、程控放大，进行A/D采样，数据送到FIFO中，最后由ARM对数据进行处理和显示。
2系统硬件设计 2.1发射模块
超声导波发射模块是超声导波检测的重要部分，它的性能