Подсистема сбора данных для многоканальных ультразвуковых систем неразрушающего контроля

Ультразвуковой контроль (УЗК) — один из методов акустического неразрушающего контроля. Большое распространение получили системы УЗК с применением многоэлементных ультразвуковых сенсоров, т. н. ультразвуковых фазированных решеток. Такие системы позволяют выполнять ультразвуковые исследования с более высокой скоростью по сравнению с аппаратами на основе одноэлементных сенсоров, но требуют высокопроизводительной подсистемы сбора данных. Предалагаемая подсистема обеспечивае захват и параллельную обработку всех сигналов многоэлементных сенсоров в реальном времени.

Подсистема состоит из независимых каналов и построена по модульному принципу.

Характеристики

Излучатель

  • Количество излучателей: 128;

  • Напряжение зондирующего импульса: от -50 до -180 Вольт на нагрузку 50 Ом;

  • Форма зондирующего импульса: прямоугольный, отрицательный;

  • Ширина зондирующего импульса: от 12,5 нс до 800 нс, регулируется с шагом 2 нс;

  • Длительность фронта: 9 нс +/- 3 нс (нарастание амплитуды от 10% до 90%);

  • Длительность спада: 20 нс +/- 5 нс (спад амплитуды от 90% до 10%);

  • Выходной импеданс: 50 Ом;

  • Частота следования импульсов: до 15 KГц, в зависимости от ширины импульса, зондирующего напряжения, частоты дискретизации и диапазона контроля;

  • Задержка зондирующего импульса: от 0 нс до 12,8 мкс с шагом 0.25 нс.

Приемный тракт

  • Количество приемников: 128 (16 MUX 8);

  • Входной импеданс: 50 Ом, другие значения реализуемы при необходимости;

  • Пороговое значение входного напряжения: 100 мкВ;

  • Макс. значение входного напряжения: 10 ВSS;

  • Динамический диапазон усилительного тракта: 0-100 дБ, с шагом 0,1 дБ;

  • Тип усилительного тракта: линейный;

  • ВРЧ (Временная регулировка чувствительности):

    • Динамический диапазон: 0-80 дБ с шагом установки 0,1 дБ, 256 опорных точек;

    • Минимальное расстояние между опорными точками: 1 мкс. Динамический диапазон ВРЧ уменьшается на значение базового усиления;

    • Крутизна ВРЧ до 40 дБ/мкс;

  • Частотный диапазон усилительного тракта: от 500 KГц до 20 MГц (по уровню -3 дБ);

  • Аналоговые фильтры: 2 полосовых фильтра на выбранных частотах;

  • Режимы работы: Эхо-импульсный, раздельно-совмещенный;

  • Установка задержки сигнала в канале: точная установка от 3,2 нс до 14,8 нс с шагом 10 пкс; грубая установка от 12,5 нс до 819 мкс с шагом 12,5 нс;

Любой из элементов ультразвуковых сенсоров может быть как излучателем, так и приемником.

Цифровой блок

  • АЦП: 16 бит (15 бит + знаковый бит), 200 МГц;

  • Динамический диапазон АЦП: >72 дБ при частоте оцифровки 80 MГц;

  • Частота оцифровки: 80, 40, 20, 10 MГц, регулируемо для такт измерения;

  • Временное разрешение: 12.5, 25, 50, 100 нс в зависимости от частоты оцифровки;

  • TCP/IP интерфейс для обмена управляющей информацией между блоками системы.

Другие системы тестирования микросхем