超声波TOFD (Time Of Flight Diffraction)法,即超声衍射时差探伤法,是利用衍射回波信号进行缺陷判别的一种非常有效的无损检测方法,在现今国内外已成为研究的热点。它具有检测速度快、精度高、缺陷检出率高、尺寸与定位准确、经济方便等优点。本文就是针对在TOFD超声焊缝探伤的背景下,设计了一种数据采集系统。该设计基于FPGA,并在USB2.0Slave FIFO传输模式下,对前端检测的数据进行A/D转换,并将数据传输到PC机中。同时还搭建了基于Olympus(奥林巴斯)公司的Focus-LT设备的另一个实验平台,与本设计所采集到的数据进行了对比。首先,在详细调研了TOFD关键技术与数据采集方式的基础上,确定了总体方案。包括硬件电路总体方案和数据的传输和处理流程,其次,概述了USB技术原理。基于CY7C68013芯片,采用USB2.0高速传输模式,利用USB Slvae FIFO传输方式,编写了其固件程序,配置了控制芯片的通道、端点、中断等参数。第三,设计硬件电路,A/D采样电路,和在FPGA中利用VHDL语言设计了各时序逻辑模块,如时钟模块、控制模块、FIFO缓冲模块以及Slave FIFO时序控制模块等。最后,进行了实验系统的测试,对FPGA配置芯片、USB控制器、超声探头、编码器器件选型,实现了速度基本为40M/s的数据传输速率。并利用Focus-LT设备搭建了另一个TOFD检测试验平台,进行焊缝缺陷的检测与数据采集,得到了检测的A扫和D扫图像,并对比分析了两组实验的数据。