基于FPGA的鋼絲繩漏磁無(wú)損檢測系統設計

摘要：提出一種以現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)為硬件核心的鋼絲繩漏磁無(wú)損檢測系統設計方案，設計了外圍電路并對嵌入式IP軟核進(jìn)行了配置，利用C語(yǔ)言和VHDL硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)了檢測系統軟件程序。實(shí)驗表明該系統具有功耗低、運算能力強、精度高、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：現場(chǎng)可編程門(mén)陣列；漏磁；嵌入式；IP軟核

漏磁檢測技術(shù)是一種重要的無(wú)損檢測方法。主要應用于工業(yè)，如輸油氣管路、儲油罐底板、鋼絲繩、鋼板、鋼管等鐵磁性材料的檢測，包括表面和近表面的腐蝕、裂紋、氣孔、凹坑、夾雜等缺陷的檢測，也可用于鐵磁性材料的測厚。
漏磁檢測均需在設備現場(chǎng)進(jìn)行，因此對于檢測設備的體積、重量、精度等參數均有較高要求。文中提出一種基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPG A，Field Programmable Gate Array)的漏磁無(wú)損檢測系統，該系統采用FPGA為硬件核心，依靠FPGA的快速運算能力，減少檢測時(shí)間，提高檢測精度，并且FPGA功耗較低，有利于設備小型化，使之能夠實(shí)現在線(xiàn)檢測的要求。

1 系統工作原理與硬件設計
系統通過(guò)勵磁裝置對被測鋼絲繩進(jìn)行磁化，利用聚磁回路加強漏磁場(chǎng)強度，磁敏傳感器探測漏磁信號；由數據處理模塊實(shí)現抑制噪聲，增大微弱信號幅度，并通過(guò)對采集信號進(jìn)行相關(guān)運算，提取有用信號，根據信號中包含的有效信息，判斷出鋼絲繩的損壞程度；同時(shí)可由數據輸出模塊顯示、存儲并傳輸所需信息。本系統硬件電路設計包括外圍硬件電路搭接和嵌入式軟核的配置兩大部分。系統外觀(guān)如圖1所示。

1．1 總體硬件電路設計
系統采用的FPGA芯片是altera公司出品的CycloneⅡ系列的EP2C35?；居布娐方M成主要包括信號預處理電路、位置編碼器、A／D采集轉換電路、FPGA系統、存儲器及USB電路、人機接口電路。系統結構如圖2所示。