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摘要：文章设计了一基于单片机的超声波无损检测系统，在AT89C52单片机的作用下，利用硬件和软件相结合的方式完成了测量与检测于一体的设计系统。本设计是以AT89C52单片机为核心的控制器件，主要由电源电路、发射电路、接收电路、信号调理电路、超声波传感器探头、液晶显示电路等部分组成，各部分协同处理，实现了各部分共同作用下的无损检测功能。
关键词：超声波；AT89C52；无损检测
1设计意义
该超声波无损检测技术是基于单片机的智能检测技术，该系统有许多功能模块组成，从而提高了系统的稳定性。超声波无损检测技术与传统的检测技术相比在检测技术领域是一个很大的突破。现阶段超声波检测技术的发展就是微型机结合的仪器。本超声波无损检测既紧跟时代的发展潮流又在工业技术方面具有很大的实用性。
2超声波无损检测的基本原理
在介质中传播的超声波，当在不同的的介质超声波传播时会发生反射，从而在一定程度上通过对反射回波进行研究和分析出材料内部是否存在缺陷；或者在一定程度上分析反射波的能量变化来判断出材料内部是否存在缺陷。超声波无损检测可概括四个阶段：超声波发射、超声波传播、超声波接收、超声波分辨。
2.1系统硬件设计整体结构框图
虚拟超声波无损检测系统设计的总体结构以AT89C52单片机为核心控制器件，主要由电源电路控制、发射电路、接收电路、信号调理电路、探头等部分组成。数据采集由AT89C52单片机结合各部分模块电路的功能完成，然后在系统软件下将结果显示在液晶显示屏上，还可通过串行接口与计算机相连对数据进行分析、运算和处理存储。
2.2超声波发射电路的设计
根据无损检测装置的设计要求，发射电路中选取双向晶闸管的型号为BTl34 800。这个器件满足要求其晶闸管的反向峰值电压为800V，额定平均电流为4A（见图1）。
发射电路的工作原理：由核心单元单片机P1.0口输出控制脉冲，其产生激励的超声波探头的高压脉冲信号都是发射电路在发射控制信号的作用下完成的。在原理图中的输入端的控制信号由超声波发射，产生的宽度为500ns和200Hz重复频率的脉冲信号。晶闸管的控制级由三极管Q1、Q2、Q3驱动后送到Q4.选用高压直流电源为600V电源，其Q4漏极通过R6连接高压Vch，因为在常用的超声波无损检测系统中，Vch电压的范围是10～600V用来发挥探头的压电性能。在600V电源作用下，C4的电容器通过R6充电到600V时，Q4就会截止；通过Q4的导通时，R8上产生激励探头的高压是在C4通过Q4、Q7放电下产生的。电阻小时阻尼大，分辨率高。
发射电路的工作原理：由核心单元单片机P1.0口输出控制脉冲，其产生激励的超声波探头的高压脉冲信号都是发射电路在发射控制信号的作用下完成的。在原理图中的输入端的控制信号由超声波发射，产生的宽度为500ns和200Hz重复频率的脉冲信号。晶闸管的控制级由三极管Q1、Q2、Q3驱动后送到Q4。选用高压直流电源为600V电源，其Q4漏极通过R6连接高压Vch。因为在常用的超声波无损检测系统中，Vch电压的范围是10～600V用来发挥探头的压电性能。当在600V电源作用下，C4的电容器通过R6充电到600V时，Q4就会截止；当通过Q4的导通时，K8上产生激励探头的高压是在C4通过Q4、Q7放电下产生的。电阻小时阻尼大，分辨率高，在探测近表面缺陷时采用高分辨率。
3系统的主程序流程设计
超声波探头在发射装置作用下产生压电效应对工件检测，检测到的波形在信号调理接收电路的作用下对接受信号进行限幅。当在检测范围很大的情况下，由于深度缺陷或者底波的反射信号很微弱时，进行缓冲放大处理，再对波峰进行检测，通过模/数转换电路把数字量送到AT89C52单片机中，最后在液晶显示屏上显示出结果。通过串行接口可在计算机中对数据进行存储，记录，分析工件内部是否有缺陷、气泡。
4系统调试
超声波无损检测系统设计的调试是对超声波检测装置中超声波传感器探头的调试。有的传感器探头可能会因为外界的温度、噪声的影响，自身的灵敏度产生误差。主要对其温度、频率、灵敏度进行调试。本系统设计由调试装置对超声波传感器探头的性能调试范围为：温度20～+40℃；中心谐振频率：40±2kHz；感应角度：60°。硬件电路制作完成后开始进行调试，将要用到的程序植入单片机中尝试着运行。根据实际情况来判断出检测的误差是否在允许范围内。
5结束语
本系统设计是超声波无损检测系统设计，是在不损伤被检测对象的内部结构的前提下进行检测。本系统设计利用AT89C52单片机为核心构件超声波检测系统，利用模块化的设计方案，从而提高了系统的稳定性。超声波无损检测系统设计在调试下可以形象直觀地看出工件内部的缺陷，这给后期对工件的维护和保养有重大的意义。
关键词：超声波；AT89C52；无损检测
1设计意义
该超声波无损检测技术是基于单片机的智能检测技术，该系统有许多功能模块组成，从而提高了系统的稳定性。超声波无损检测技术与传统的检测技术相比在检测技术领域是一个很大的突破。现阶段超声波检测技术的发展就是微型机结合的仪器。本超声波无损检测既紧跟时代的发展潮流又在工业技术方面具有很大的实用性。
2超声波无损检测的基本原理
在介质中传播的超声波，当在不同的的介质超声波传播时会发生反射，从而在一定程度上通过对反射回波进行研究和分析出材料内部是否存在缺陷；或者在一定程度上分析反射波的能量变化来判断出材料内部是否存在缺陷。超声波无损检测可概括四个阶段：超声波发射、超声波传播、超声波接收、超声波分辨。
2.1系统硬件设计整体结构框图
虚拟超声波无损检测系统设计的总体结构以AT89C52单片机为核心控制器件，主要由电源电路控制、发射电路、接收电路、信号调理电路、探头等部分组成。数据采集由AT89C52单片机结合各部分模块电路的功能完成，然后在系统软件下将结果显示在液晶显示屏上，还可通过串行接口与计算机相连对数据进行分析、运算和处理存储。
2.2超声波发射电路的设计
根据无损检测装置的设计要求，发射电路中选取双向晶闸管的型号为BTl34 800。这个器件满足要求其晶闸管的反向峰值电压为800V，额定平均电流为4A（见图1）。
发射电路的工作原理：由核心单元单片机P1.0口输出控制脉冲，其产生激励的超声波探头的高压脉冲信号都是发射电路在发射控制信号的作用下完成的。在原理图中的输入端的控制信号由超声波发射，产生的宽度为500ns和200Hz重复频率的脉冲信号。晶闸管的控制级由三极管Q1、Q2、Q3驱动后送到Q4.选用高压直流电源为600V电源，其Q4漏极通过R6连接高压Vch，因为在常用的超声波无损检测系统中，Vch电压的范围是10～600V用来发挥探头的压电性能。在600V电源作用下，C4的电容器通过R6充电到600V时，Q4就会截止；通过Q4的导通时，R8上产生激励探头的高压是在C4通过Q4、Q7放电下产生的。电阻小时阻尼大，分辨率高。
发射电路的工作原理：由核心单元单片机P1.0口输出控制脉冲，其产生激励的超声波探头的高压脉冲信号都是发射电路在发射控制信号的作用下完成的。在原理图中的输入端的控制信号由超声波发射，产生的宽度为500ns和200Hz重复频率的脉冲信号。晶闸管的控制级由三极管Q1、Q2、Q3驱动后送到Q4。选用高压直流电源为600V电源，其Q4漏极通过R6连接高压Vch。因为在常用的超声波无损检测系统中，Vch电压的范围是10～600V用来发挥探头的压电性能。当在600V电源作用下，C4的电容器通过R6充电到600V时，Q4就会截止；当通过Q4的导通时，K8上产生激励探头的高压是在C4通过Q4、Q7放电下产生的。电阻小时阻尼大，分辨率高，在探测近表面缺陷时采用高分辨率。
3系统的主程序流程设计
超声波探头在发射装置作用下产生压电效应对工件检测，检测到的波形在信号调理接收电路的作用下对接受信号进行限幅。当在检测范围很大的情况下，由于深度缺陷或者底波的反射信号很微弱时，进行缓冲放大处理，再对波峰进行检测，通过模/数转换电路把数字量送到AT89C52单片机中，最后在液晶显示屏上显示出结果。通过串行接口可在计算机中对数据进行存储，记录，分析工件内部是否有缺陷、气泡。
4系统调试
超声波无损检测系统设计的调试是对超声波检测装置中超声波传感器探头的调试。有的传感器探头可能会因为外界的温度、噪声的影响，自身的灵敏度产生误差。主要对其温度、频率、灵敏度进行调试。本系统设计由调试装置对超声波传感器探头的性能调试范围为：温度20～+40℃；中心谐振频率：40±2kHz；感应角度：60°。硬件电路制作完成后开始进行调试，将要用到的程序植入单片机中尝试着运行。根据实际情况来判断出检测的误差是否在允许范围内。
5结束语
本系统设计是超声波无损检测系统设计，是在不损伤被检测对象的内部结构的前提下进行检测。本系统设计利用AT89C52单片机为核心构件超声波检测系统，利用模块化的设计方案，从而提高了系统的稳定性。超声波无损检测系统设计在调试下可以形象直觀地看出工件内部的缺陷，这给后期对工件的维护和保养有重大的意义。