混凝土超声检测技术是建筑工程无损检测技术领域中的重要方面。超声脉冲技术用于结构混凝土质量检测的历史虽不如金属探伤的时间长，但由于工程建设的迫切需求，发展速度相当迅速。混凝土质量检测主要包括混凝土强度和内部缺陷的检测。较传统的检测方法，用超声检测结构混凝土强度具有不破坏被测对象内部结构的优点。而对于混凝土缺陷的检测，超声检测与其他物理检测方法相比又具有穿透能力强，安全、操作方便等优点。 混凝土超声检测经历了几十年的发展历程，较最初的电子管仪器，现存的基于微控制器的智能化混凝土超声仪，无论在体积、功能和自动化程度上都已经达到相当高的水平。但目前的混凝土超声仪普遍存在设计周期长，仪器升级不够灵活的缺点。如果要在现有硬件上添加新的功能，则需要对硬件电路做较大的改动。而随着混凝土测试理论不断有新的发展，如对采集的数据用新的处理方法进行解释，要求软件处理能够不断升级，以满足解释的需要。而现有的仪器设计方法很难跟的上市场需求的变化。 而采用虚拟仪器设计技术不仅可以大大提高仪器设计的效率，使仪器能快速推向市场，而且使仪器的维护、升级变得如此方便。由于虚拟仪器是基于PC机的仪器，它可以利用计算机丰富的软、硬件资源，配合一块高性能的采集卡，使仪器设计变得快捷高效。设计者可以将大部分精力放在仪器的软件设计上，从而可以在同等硬件条件下开发出功能更强大的软件。而以美国国家仪器公司(NI)为代表的厂商开发出的各种功能强大的图形化语言开发环境，又使得虚拟仪器软件设计变得轻松而高效。 在这样的背景下，论文提出了尝试用虚拟仪器设计技术开发混凝土超声仪。借助实验室现有采集卡和配套的LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)开发环境，初步设计一个具备采集、存储、回放等基本功能的超声采集系统。为后续设计一个强大的分析、成像软件做铺垫。 论文主要分5大部分论述。第一部分是绪论，首先介绍了用超声检测结构混凝土相比其他检测方法的优势，然后概括性的介绍了混凝土超声检测仪在国内外的发展历程和目前的发展水平及存在的一些不足。接着引出虚拟仪器设计技术的概念并论述其在仪器设计中具备的普遍优势以及借用到混凝土超声仪设计中的好处。最后介绍了论文需要做的工作。 论文第二部分介绍了有关超声波的一些理论概念。包括声波的形成原理，超声波的分类、传播特性以及在此理论基础上简要分析了混凝土超声检测原理。 第三部分是论文的重点，介绍了超声采集系统的的软、硬件设计。硬件设计主要是前端调理电路。其目的主要是调理从超声探头接收的信号，使得与采集卡匹配。调理内容包括放大、滤波。而软件设计又是重点中的重点，分四个模块： 1.参数设置。这里的参数设置包括触发类型选择、触发电平选择、滤波截止频率选择等。根据不同的触发采集类型和所使用探头频率的不同来进行相应的设置，控制前端调理电路。 2.触发采集。这一块的任务是完成对超声信号的采集。主要根据前面板输入和触发类型来配置通道，执行相应的分支程序。在采集程序中对采集的信号作初步的处理，再送显示。 3.文件操作。这一部分主要是实现文件的读写。包括采集信号的保存、回放等。 4.波列浏览。这块涉及的内容包括显示的波形放大，鼠标移动实时读取波形上每点的坐标，波形的频谱分析，以及波列序号的切换。 论文第四部分介绍了系统的软硬件调试结果。硬件调试包括程控放大带宽测试，噪声测试等。软件测试结果包括了内触发采集，文件存取、回放的测试。最后对系统进行了整体测试，测试了超声波在空气中的传播速度。从数据结果分析，系统设计达到要求。 论文最后一章对超声采集系统的设计做了总结，提出了一些不足和建议。并结合作者的设计经历，对混凝土虚拟超声检测仪乃至其他虚拟检测仪的发展前景作了展望。