【摘 要】
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飞机作为目前人类时效性最高的交通工具,因其运行于高空的特殊性,它的飞行安全被飞机制造商和相关组织重点关注。随飞机服役时间的增加,飞机内的电缆会逐渐的出现老化和破损等问题,对飞行安全有着非常大的威胁。需要特别注意的是,飞机电缆失效前往往是电缆绝缘层的损坏。现有的主要飞机电缆检测技术是在飞机维护时以离线的方式进行电学检测。超声导波具有传播距离远和衰减小等特点,被广泛研究并应用在无损检测领域。本文提出一
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飞机作为目前人类时效性最高的交通工具,因其运行于高空的特殊性,它的飞行安全被飞机制造商和相关组织重点关注。随飞机服役时间的增加,飞机内的电缆会逐渐的出现老化和破损等问题,对飞行安全有着非常大的威胁。需要特别注意的是,飞机电缆失效前往往是电缆绝缘层的损坏。现有的主要飞机电缆检测技术是在飞机维护时以离线的方式进行电学检测。超声导波具有传播距离远和衰减小等特点,被广泛研究并应用在无损检测领域。本文提出一种以超声导波理论为基础的飞机电缆绝缘层缺陷检测方法,相对于飞机电缆的电学检测方法,超声检测不受飞机配线周围电磁等因素的干扰,而且与电缆内传输的电能和信号不冲突,可以作为电缆绝缘层缺陷在线检测的研究方案。本文利用超声导波理论,基于ZYNQ FPGA平台研究飞机电缆绝缘层缺陷检测技术。主要工作内容为:1、激励模块的设计。考虑到设计的可扩展性和稳定性,在选定导波激励信号后,融合了高压运放IC、保护及滤波电路,提出了激励模块的整体方案。2、回波采集模块的设计。回波采集模块包含高性能AD/DA的使用和参与,回波增益、限幅和耦合以及信号调理等电路的设计,满足系统对微弱回波信号的采集。3、ZYNQ FPGA的PL端逻辑设计和PS端嵌入式软件设计。用硬件描述语言在PL端实现激励信号模块、高速采集和数据存储等设计;在PS端以TCP/IP格式将回波数据送入计算机端,系统软硬部分协同合作,提高了系统的速度和稳定性。4、上位机软件的设计。通过Lab VIEW开发上位机软件,用于将FPGA与计算机握手的信息和采集的回波信号进行可视化处理,方便后续分析电缆的绝缘层缺陷情况。5、对系统进行了功能测试和电缆绝缘层缺陷检测实验,证明了系统的可行性。
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