圆盘水浸超声自动检测系统设计及实现

圆盘水浸超声自动检测系统设计及实现摘要五大常规无损检测技术中的超声波检测在各个领域都有着广泛的应用，圆盘是一种应用范围非常广泛的零件。本文针对目前国内外水浸超声自动检测系统研发的现状及圆盘检测的现状，结合超声检测原理，设计了一套圆盘水浸超声自动检测系统。根据设计的检测系统，选择了适用于本系统的探头、步进电机、驱动器、探伤卡和myRIO-1900控制器等硬件，并结合图形化编程软件Labview编写系统控制程序。设计出来的检测系统能实现对三轴扫查装置的灵活控制、超声回波信号的采集和波形的形成。关键词：水浸超声检测；Labview；自动检测系统；圆盘DesignandimplementationofautomaticultrasonictestingsystemfordiscwaterimmersionAbstractFivekindsofconventionalultrasonicnondestructivetestingtechniqueshavebeenwidelyusedinvariousfields,anddisktestingisoneofthemostwidelyusedparts.Inthispaper,accordingtotheresearchanddevelopmentofautomaticplateimmersionultrasonictestingsystemathomeandabroad,thecurrentsituationofultrasonictestingplateimmersionliquid,combinedwiththeprincipleofultrasonictesting,agroupofautomaticplateimmersionultrasonictestingsystemdesign.Accordingtothedesigneddetectionsystem,thehardwaresuitableforthesystem,suchasprobe,steppingmotor,driver,flawdetectioncardandmyrio-1900controller,isselected,andthesystemcontrolprogramiscompiledbycombiningwiththegraphicalprogrammingsoftwareLabVIEW.Thedetectionsystemdesignedcanrealizetheflexiblecontrolofthethree-axisscanningdevice,theacquisitionofultrasonicechosignalandtheformationofwaveform.Keywords:Keywords:waterimmersionultrasonictesting;LabVIEW;automatictestingsystem;disk目录TOC\o"1-3"\h\u1前言 前言1.1课题背景及研究意义五大常规无损检测技术中的超声波检测在各个领域都有着广泛的应用。超声检测具有操作方便等优点，但缺点是检测时有一定的近场长度。随着对超声检测的要求不断提高，原有的手工检测方式不再能满足当今时代的检测需求，逐渐的从人工检测向自动检测发展。水浸超声检测与接触法超声检测相比，更易实现自动探伤，同时还减少了近场区的影响[1]。圆盘是一种应用范围非常广泛的零件，如法兰盘、轴承盖等。如果对圆盘零件的检测进行得不彻底、不准确，将这个检测不彻底又有质量问题的圆盘零件运用到生活或生产当中去，会导致重大的不良后果。因此，为确保检测的质量，需要从源头上解决探伤不彻底的问题，从而提高检测质量。1.2研究现状1.2.1水浸超声自动检测系统国内外进展（1）国外：在20世纪，超声检测仪已经实现了与计算机技术结合在一起使用，形成的超声检测仪器可以自动识别、报警等功能。随着科技的发展以及检测技术的不断提升，人们开始朝着水浸超声检测的方向进行研究。美国物理声学公司（PAC）和英国超声波科学公司（USL）研制了可以对表面复杂的工件进行A扫和A、B、C扫描的水浸超声检测系统[2]。（2）国内：不仅国外能成功研制出水浸超声自动检测系统，国内的各个研究所也对水浸超声自动检测系统作了大量的研究。哈尔滨焊接研究所成功开发了能够实现对环状焊缝高精度检测的超声自动检测系统。中国科学院武汉物理与数学研究所研制了成像效果良好的水浸超声检测成像系统。1.2.2圆盘检测的研究进展目前，国内的检测圆盘类零件主要是靠手工接触式的方法进行超声波的扫查检测。然而人工检测的方式效率低下，同时要检测人员有一定检测经验和有着较高的检测技术要求。由于手工扫查不均匀，不可避免地存在漏检现象，检测质量不稳定，且容易出安全事故[3]。1.3研究目标及主要解决问题本课题研究的目标主要是根据水浸超声波无损检测原理，利用以Labview为控制核心的工控机，设计一套可控检测圆盘的水浸超声自动检测系统。主要解决的问题有：（1）设计一套圆盘水浸超声自动检测系统的装置，包括水缸的购买、如何使得圆盘被检工件转动、各个零件如何连接起来。（2）根据实验室已有的圆柱水浸超声自动检测装置，选择合适的探头，并实现探头的运行。根据圆盘工件的尺寸，设计好探头与工件间的距离，水层厚度为多少。（3）能够控制三轴步进电机和防水步进电机，选择合适的电机和驱动控制器。（4）研究如何通过运动控制卡控制四台电机。（5）掌握软件Labview，并会操作控制整个检测系统，设置好参数（包括步进参数、圆盘转速等），使电机带动探头实现对圆盘端面的自动扫查。（6）研究测控界面如何对接收的缺陷信号进行采集、处理和实时成像。1.4本设计的优点及特色超声波检测可以分为接触式和非接触式，水浸法是非接触法的一种。由于接触法对被检工件表面的光洁度要求高，容易造成耦合不良的现象等缺点，对于工业生产来说，检测工件数量较多，若采用人工接触法检测，会导致成本高、检测效率低等，因此采用非接触检测较好。水浸超声检测法，对于本设计来说，是将探头和被检工件（圆盘）全部没入水中，用水做耦合剂，这样的耦合方式稳定。探头和被检工件（圆盘）没有直接接触，探头发射的信号通过水层传播到达被检工件。水浸超声检测因为探头并非直接接触被检工件，这种检测方式能够很好的克服被检工件由于表面光洁度不够而造成耦合不良和声能损失等不利于检测的因素。并且将探头压电效应所造成的盲区淹没在液体中，相当于无盲区检测，提高了探伤灵敏度[4]。表1.1人工接触法和水浸超声自动检测的不同人工接触法水浸超声自动检测（非接触式）耦合剂机油（耦合层难均匀）水（耦合层均匀）速度难控制、效率低易控制、效率高被检工件的表面要求较光滑要求相对较低检测结果不直观、精确度较低直观、精确度较高2相关理论2.1检测原理2.1.1超声波检测的工作原理声源产生超声波，超声波以一定的方式进入被检工件。探伤仪根据接收反射回来的超声波及传播过程中的衰减程度，对其进行处理和分析。评估被检工件是否存在缺陷，并对缺陷进行定位、定性与定量的分析[5]。2.1.2水浸超声波无损检测原理水浸超声检测的原理与普通超声检测的原理无太大差异。区别是将聚焦探头和被检工件都放入水中，但在水中将会产生多次水界面反射波，和工件底波互相干扰。可通过调整探头与圆盘之间的水层厚度解决这一问题，详见式2.1。2.2Labview的简介水浸超声自动检测系统是通过图形化编程软件Labview开发设计的。Labview是类似于C语言的一种程序开发环境。但是Labview与C语言有着显著的区别：C语言是采用基于文本的语言产生代码，而Labview使用的是图形化编辑程序，产生的程序是框图的形式并提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径[6]。在本设计中Labview作为整个检测系统的控制核心，在其中进行编程形成检测流程，控制整个检测系统的运作。2.3研究设计的方法、系统的检测方法研究设计的方法有文献分析法、实验室实验法、探索研究法。（1）文献研究法：通过查阅报刊等相关文献资料，研究分析水浸超声的发展状况及设计圆盘水浸超声自动检测系统。（2）实验室实验法：根据实验室已有的圆柱水浸超声检测，研究圆盘水浸超声自动检测。（3）探索研究法：根据棒材、管材等水浸超声检测，探索圆盘水浸超声自动检测。系统检测方法：（1）水浸法：进行检测时，探头不直接与被检工件圆盘接触，而是通过水层作为耦合剂。（2）多次重合法：用水浸法进行探伤时，水和圆盘的界面波与圆盘多次底波互相干扰，不利于检测。这时需要通过调整水层厚度使水和圆盘的界面波分别与圆盘多次底波重合[7]。（式2.1）式中H——水层厚度，n——重合波次数，C水——水的声速，C圆盘——圆盘的声速，T——圆盘厚度。在水浸多次重合法中一般常用四次重合法，根据本设计圆盘的厚度，n=4、C水=1500m/s、C圆盘=5900m/s、T=15mm，所以水层厚度应为15mm。3系统的设计整个圆盘水浸超声自动检测系统以Labview为控制核心，通过在Labview前面板中输入必要相关的参数，使探头到达检测起始位置。待发出信息码给myRIO-1900控制器，控制器发送的运动控制指令，使驱动器驱动步进电机，使探头夹持器带动探头在X、Y、Z三轴上移动。探头从起始位置向圆盘圆心方向匀速移动，防水步进电机带动圆盘匀速转动。与此同时探伤卡接收扫描信号进行反馈，计算机屏幕上实时显示扫查波形。另外，运动控制指令要准确可靠地传输给电机驱动器，从而保证运动执行机构按照指定要求带动探头进行自动扫查。对圆盘进行自动扫描时，如遇到缺陷，可通过调节波幅设置报警系统。通过设定好一个特定的增益和波高，当高于此波高时计算机自动发出报警信号，提示检测人员圆盘存在缺陷。最后通过软件对扫查数据进行存储，处理以及成像。通过最终的超声检测波形对被检工件进行分析，来反映被测零件的质量，可用于缺陷统计、定位、定量等操作。图3.1系统的设计3.1材料的定制3.1.1水箱由于实验室已有的水箱尺寸太小，结合本课题的情况，为了方便观察探头以及试件在扫查进程中的实时情况，需要重新设计一个透明的水箱。根据被检工件的尺寸大小及承重能力，需要定制一个长80cm、宽60cm、高40cm、厚8mm的玻璃水箱（见图3.2）。考虑到此玻璃水箱的结实程度及装水后的重量，为了方便移动，在水箱外加装一个铝合金框架（见图3.3），并在铝合金底部安装四个可刹轮（见图3.4）。图3.2水箱图3.3铝合金框架图3.4可刹轮3.1.2被检工件（圆盘）为了实现圆盘水浸超声自动检测系统，因实验室没有本课题所需的圆盘，故而定制了一个材料为45号钢的圆盘。此圆盘直径为150mm、厚度为15mm，一共有四个刻槽（可视为缺陷）。具体缺陷尺寸、分布可见图3.5、图3.6：图3.5圆盘标识图图3.6圆盘实物图3.1.3转动装置为了能够使被检工件（圆盘）能够转动起来，配合探头，更有效更快速的检测圆盘，需要一个能带动圆盘转动的装置。具体设计如下：先将上板用螺丝装在轴承上，使上板固定在轴承上，同样中板与轴承用相同的方式连接在一起。中板套在底板上，防水步进电机固定在底板中心位置。此时的防水步进电机在轴承和中板中间，防水步进电机的转轴从中板、轴承穿过至上板，顶部与上板平齐。转轴与上板中心点固定成为一体，当防水步进电机转动时，带动上板转动。最后可把圆盘对心放在上板上面，即完成圆盘转动。图3.7转动装置3.2重要零部件的选用3.2.1探头在本设计中选用5P14F50探头。水浸超声检测时使用的探头一般是聚焦探头。我们平时检测时常用到的是普通的探头，普通探头易扩散，削弱能量，检测灵敏度降低。在被设计中需要用到聚焦探头来弥补普通探头的不足。聚焦探头分点聚焦和线聚焦，点聚焦探头的信噪比和灵敏度比线聚焦探头较好[8]，而线聚焦探头的扫查范围、扫查速度和检测效率比点聚焦探头都好。但是对于小于声束宽度的相同缺陷大小的检测能力是一致的。对于圆盘水浸超声自动检测来说，会选择扫查范围、扫查速度和检测效率较好的线聚焦探头。3.2.2步进电机步进电机是以驱动器做为指引的，因此步进电机和驱动器是配套使用的。通过控制脉冲个数和脉冲频率来控制角位移量和电机转动速度，从而达到准确定位和调速的目的[9]。根据系统的需求，在本设计中选用了两种不同类型的步进电机，一种是带动扫查架运动的步进电机，一种是在水中带动圆盘转动的防水步进电机。（1）带动扫查架运动的步进电机：选用了型号为57BYGH56的二相混合式步进电机。这型号的步进电机的主要特点为：运行稳定、加速性能好、高效率、低振动。表3.157BYGH56型号的两相混合式步进电机步距角（°）机身长（mm）相电流（A）相电阻（Ω）静转矩（kg.cm）转动惯量（g.cm²）引线数（根）重量（kg）1.8562.80.912.630040.7（2）在水中带动圆盘转动的防水步进电机：本设计由于是水浸超声自动检测系统，所以选用的步进电机需要注意防水，故选用型号为EKP57HS108-20S4-FS的57二相防水步进电机，可水下三米内工作。这型号步进电机的主要特点为适合做低速平稳运行的应用[10]。表3.2EKP57HS108-20S4-FS的57二相防水步进电机步距角（°）机身长（mm）电流（A）电阻（Ω）电感（mH）1.810822.25.4静力矩（N·m）定位力矩转动惯量（g·cm²）引线数（根）重量（kg）1.23.5280驱动器步进电机驱动器的主要功能是将电脉冲转化为角位移。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度[11]。57BYGH56型号的二相混合式步进电机配套的驱动器为ZD-6560-V4型号，该驱动器高集成度、高抗干扰能力，可同时驱动两个步进电机，也可分开控制单个步进电机，也有过热自动保护功能。EKP57HS108-20S4-FS型号的57二相防水步进电机机配套的驱动器为DM542型号。该驱动器抗高频干扰能力强；内部集成了参数自动整定功能。图3.7控制器与驱动器的连接图3.8驱动器与零件的连接3.2.4控制器控制器是根据接收从Labview中发送过来的指令去控制步进电机驱动器，然后使得步进电机能被调速、制动等操作。它还能完成协调和控制计算机系统的操作。控制器的基本功能是根据Labview发送的信息码，对其发送过来的信息码进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件，完成操作码规定的功能。本设计中，选用myRIO-1900型号的控制器，它可使用Labview进行编程。myRIO有三个接口，驱动器与其中一个接口连接，将myRIO通过USB线缆与计算机相连（控制器程序见图3.10）。图3.9控制器连接口图3.10发送信息码给控制器3.2.5发射接收卡在本设计中，探伤卡选用的是型号为CTS-04PC的超声发射接收卡。CTS-04PC超声发射接收卡是基于PCI总线的多通道超声探伤卡，每卡具有4个超声波通道[12]。根据应用的需要，探伤卡可以进行二次开发，在这里就通过Labview这个软件进行二次开发。通过PCI总线与Labview通信，通道波形使用计算机屏幕显示，可观察波形、数据及报警情况等（探伤卡程序见图3.11）。图3.11探伤卡采集回波信号3.3扫查装置扫查装置是由三轴扫查架和线聚焦探头组成。三轴扫查架是由四根的丝杆搭建构成，此丝杆是由丝杆螺母、螺杆、支撑座和滚珠组成。其中两根丝杆作为Y轴、一根丝杆为X轴、一根丝杆作为Z轴（见图3.12）。Z轴主要调控探头距工件的距离即水距，X、Y轴移动可实现定轴方向带动探头的匀速移动，起到扫查作用。扫查架使用螺丝固定在铝合金框架上。为确保扫查定位的精确性，本设计选择了1204规格型号（即丝杆直径为12mm导程为4mm）的滚珠丝杆。滚珠丝杆的主要功能是将旋转运动转化为线性运动，同时兼具高精度、可逆性等特点[13]。X、Y、Z三轴设计的有效行程分别为500mm、400mm、200mm。其中X轴的滚珠丝杆长520mm，Y轴的滚珠丝杆长680mm。水平负载量为56kg，垂直（拉力）负载量为15kg，足以夹持本设计中的探头。在Labview中输入指令并发送信息码到控制器，经过步进电机驱动器驱动步进电机转动滚珠丝杆。三轴上夹持的液浸线聚焦探头进行扫查工作。图3.12三轴扫查架3.4控制系统本设计检测系统的控制部分以Labview为主。通过计算机软件Labview输入参数、发射信号给myRIO-1900控制器，以步进电机驱动器为指引，使得步进电机控制三轴移动，并通过探头夹持装置带动探头移动。超声波通过水作为耦合剂，到达圆盘进行扫查检测，在计算机Labview的前面板中能够实时显示出A型波形，从而实现圆盘的端面扫查检测。3.4.1labview操作前面板Labview的控制操作主要分为三个部分：（1）探伤卡设置：用于输入基本参数（见图3.13）；（2）机械设置：调节三轴的移动方向、移动距离和移动速率（见图3.14）；（3）图像显示：扫查结果的显示（见图3.15）。在本设计中，在探伤卡设置界面、机械设置界面中输入任何参数都可触发事件结构内部的程序。图3.13探伤卡设置前面板图3.14机械调整前面板图3.15图像显示前面板3.4.2具体操作步骤步骤一：在探伤卡设置界面输入基本参数（如波幅、增益等）。步骤二：在机械设置界面，通过调整“三轴移动距离”“三轴移动速度”“三轴移动方向”使检测探头检测起始位置处于圆盘端面边上。输入单轴信息码确定探头扫查的水平探测距离（即圆盘端面的半径）、移动方向等。步骤三：待所有参数都调整好后，点击“发送信息码”按键开始进行自动扫查检测，可通过点击“停止检测”暂停扫查过程。步骤四：通过图像显示界面，采集扫查结果，可实时查看扫查出来的波形图。当扫查到缺陷时，波形图会显示缺陷对应的缺陷回波。可记录采集到的声波变化结果，并将扫查结果保存在计算机中，便于后续分析结果或回看。3.4.3程序框图设计整个自动检测控制系统的核心是程序框图。本检测系统的程序编程主要使用了平铺式顺序结构、While循环、事件结构。平铺式顺序结构为程序的最外层结构，内包含有五帧，具体内容见图3.16。这种结构能使程序按一定的顺序执行，本程序中的五帧是从左至右的执行相关的命令。在本程序中，从初始化并启动探伤卡、初始化控制面板、While循环执行系统、保存参数并停止探伤卡到关闭探伤卡[14]。图3.16程序设计整个程序编程设计的核心部分则是While循环执行系统执行的内容。该循环执行系统中包括了两个事件结构：事件结构1、事件结构2。两个事件结构跟A型脉冲显示又是息息相关的。事件结构1：连接着前面板中的探伤卡设置界面。在这个事件结构中主要是针对卡的参数设置。在这个界面中可以输入探伤卡的通道、卡号、零点、范围、增益、报警方式等等。在事件结构1中包含着22个事件分支，每个事件分支对应着一个值的设置，例如事件分支1是“控制面板.卡号”：值改变，这就代表这个事件分支1是表示探伤卡的卡号，可通过前面板输入。图3.17事件结构1（2）事件结构2：连接着前面板中的机械设置界面。在这个事件结构中主要用于调节探头位置，以及设定要扫查多大的一个平面。在此事件结构中包含着3个事件分支。①事件分支1：主要是用于设置探头的起始位置。如探头一开始不是位于理想位置，可将通过选定某个轴、选择轴方向（有正向、反向两种选择）、调节轴移动速度和移动距离调整探头位置。若要通过三个轴调整，那么可再设置一个事件结构，里面包含三个事件分支（X轴、Y轴、Z轴）。单选定某轴，确定轴方向、移动速度、移动距离后，形成一个由10个字符组成的单轴信息码。第0个字符（图3.18第①根线）——发送单轴信息，为“9”；第1个字符（图3.18第②根线）——选定需要控制的轴，X轴是1，Y轴是2，Z轴是3；第2个字符（图3.18第③根线）——移动方向，反向用0表示，正向用1表示；第345个字符（图3.18第④根线）——移动距离；第678个字符（图3.18第⑤根线）——移动速度；第9个字符（图3.18第⑥根线）——结束符，为“9”。先输入单个字符，最后利用连接字符串连接形成一个单轴信息码。在这以选定X轴为例：9101235409，这就是X轴的单轴信息码。若要调整三个轴，也可把三个轴调节好后，选择三维信息码，点击发送信息码后，系统就执行这个指令了。图3.18单轴信息码图3.19事件分支1②事件分支2：主要设定扫查面。在本设计中，检测时是防水步进电机带动圆盘转动，同时检测探头以一定的速度从圆盘边往圆盘中心移动，两者配合完成整个圆盘端面的扫查。根据这种情况，可以知道扫查过程中只需要移动X轴进行端面检测，故而在事件分支2中的扫查信息码也为单轴信息码，设定好参数后就点击发送信息码。但与事件分支1中的单轴信息码的移动速度、距离等参数不同。在本设计中，被检工件圆盘的周长为471mm，根据GB/T47013标准扫查速度不得超过150mm/s，所以探头检测时的速度是4s移动7mm。而防水电机要与探头配合工作，所以电机的转速也是4s转1转。③事件分支3：主要是发送事件分支1的单轴信息码和事件分支2的扫查信息码。当事件分支1和事件分支2的信息码设定好后，点击发送信息码，将会发送到myRIO-1900控制器。也就是说Labview发送到myRIO-1900控制器的主要有单轴信息码和扫查信息码。图3.20事件分支3（3）While循环执行系统中还包括了事件结构之外的一件事：探伤卡波形数据的采集与显示，使得呈现出A型脉冲波形。While循环中的两个事件结构不断的被监控，若是两个事件结构中任何一个事件结构被触发，都会改变波形数据的采集与显示。Labview与控制器通讯后，以驱动器作为指引，探伤卡对超声回波数据进行实时采集，采集的超声回波数据传输到软件中进行处理并显示波形。（下图3.21为随机数形成的波形，并非是检测结果的波形）图3.21随机数组形成的波形3.5图像显示的结果分析扫查出来的结果通过计算机软件Labview前面板，结合超声发射接收卡将A型波形图反馈显示出来。为了对圆盘的检测结果进行准确性和稳定性的评估，我们通过人工手动进行检测来验证本设计的成功性。首先确保能明显看出图像上缺陷的存在，操作重复性较高。以图像分析前面板显示的结果，确定缺陷数量与圆盘的缺陷是否一致。再使用CTS-9006或CTS-1002探伤仪进行反复检测圆盘，对检测到的缺陷进行定性定量的分析。实际检测的结果和自动检测的结果进行对比，若与使用自动检测系统的结果类似，自动检测结果得以验证。若本设计不仅能对此圆盘进行自动化检测，对其他的圆盘工件也可以进行精确稳定的检测，那么可得本设计是成功的。4总结4.1结论通过对超声自动检测系统一系列的学习和研究，设计了一套圆盘水浸超声自动检测系统。此检测系统可代替传统的人工检测，避免了很多不确定因素，提高了检测质量和检测效果。但是，本设计还存在着不足的地方，对于探头起始位置的设置，并不能完全做到自动化定位，这步需要人工设定，这就带来相应的误差。其次本设计中只涉及到一维方向的扫查，如果进行三轴扫查，即可实现对圆盘的平面扫查了。针对本设计，已经完成了对圆盘的水浸超声自动检测，实现了自动化的基本功能，达到了本设计的目的了。4.2展望针对以上存在的不足，希望能对系统进行以下升级改造：（1）实现完全自动化检测，减少人工误差。（2）能对扫查检测得到的结果进行更深一步的分析，如能直观缺陷的相对位置，自动对缺陷结果进行分析。（3）实现对不同类型圆盘的检测。参考文献[1]齐健.先进测量技术在板式冷却器生产中的应用[J].金属加工：冷加工,2016(S1):3-3.[2]赖明月.水浸超声自动检测成像系统研究[D].西安：西安科技大学2018(06)：16-26.[3]江健周晓军郭天太吴思源.水浸式棒材超声检测成像系统的若干关键技术研究[J].传感技术学报,2006(01):167-171.[4]胡明.小直径棒材和板材的水浸探伤研究[J].一重技术,2010(04):40-41.[5]周西峰邹浩郭前岗.一种基于超声检测图像的缺陷自动识别算法[J].微型机与应用,2015(09):58-60.[6]朱丽娅.基于Labview的助力自行车中置系统的测试平台设计与开发[D].苏杭大学，2014（04）.[7]欧曙光.钢板水浸超声检测扫描速度的调节及缺陷定位[J].工程质量,2007(23):27-30.[8]赵善敏李军.浅谈棒材超声水浸法纵波检测聚焦探头的选用[J].特钢技术,2017(3):6-6.[9]陈玮俊.发电机弹性油槽ANSVS分析及超声检测技术研究[D].华南理工大学，2013（10）.[10]白涛.LED分光机系统研究[D].重庆大学，2009（12）.[11]范中明.高精度倾角仪检定校准装置[D].上海工程技术大学，2016（01）.[12]杨文书.高温炉管焊缝检测与识别系统的设计[D].大连理工大学，2018（02）.[13]罗涛.滚珠丝杠在制药压片机上的选型应用[J].现代制造,2010(40):56-57.[14]张国才游泳沈洋邢秀文谢小荣.基于LabVIEW的超声C扫成像系统设计[J].无损bai检测,2017(11):5-5.谢辞通过对圆盘水浸超声自动检测的设计，我学到了很多有关于水浸检测以及自动检测的一些知识，并且对Labview有了进一步的认识。在此十分感谢学校以及给予我在这次的毕业设计上帮助与付出的老师和同学，如果没有老师和同学给予理论和技术上的帮助，估计很难完成本次设计。此设计的完结也意味着我在北京理工大学珠海学院的四年大学生涯即将进入尾声，十分的感谢本校四年来的栽培与照顾。我将会为步入社会做好准备，在未来的道路上做好自己！

电脑不启动故障诊治了解电脑启动的过程在诸多电脑故障中，无法正常启动是最令用户头痛的事了。笔者长期从事维护电脑的工作，在这个方面积累了一些经验，现在就将这些经验整理归纳出来与朋友们分享。本文将以家用电脑和windows98操作系统为基础，介绍电脑无法正常启动故障的诊治。要想准确地诊断电脑不启动故障，首先要了解的起动过程，当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还没有完全稳定，主板控制芯片组会根据CMOS中的CPU主频设置向CPU发出一个Reset(重置)信号，让CPU初始化，电压完全稳定后，芯片组会撤去Reset信号，CPU马上从地址FFFF0H处执行一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。系统BIOS首先要做的事情就是进行POST(PowerOnSelfTest，加电自检)。POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备(电源、CPU芯片、BIOS芯片、定时器芯片、数据收发逻辑电路、DMA控制器、中断控制器以及基本的64K内存和内存刷新电路等)是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。自检通过后，系统BIOS将查找显示卡的BIOS，由显卡BIOS来完成显示卡的初始化，显示器开始有显示，自此，系统就具备了最基本的运行条件，可以对主板上的其它部分进行诊断和测试，再发现故障时，屏幕上会有提示，但一般不死机，接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，然后开始测试主机所有的内存容量，内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD－ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备，大多数新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的相关参数、硬盘参数和访问模式等。标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中已安装的即插即用设备。每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。最后系统BIOS将更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据)。ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是Windows最基本的系统文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作，一切顺利结束，电脑正常启动。根据故障现象诊治了解电脑启动的过程，故障就好判断了，下面我们就根据故障现象开始诊治了：现象一：系统完全不能启动，见不到电源指示灯亮，也听不到冷却风扇的声音。这时，基本可以认定是电源部分故障，检查：电源线和插座是否有电、主板电源插头是否连好，UPS是否正常供电，再确认电源是否有故障，最简单的就是替换法，但一般用户家中不可能备有电源等备件，这时可以尝试使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盘，CPU风扇，或者CDROM连好，然后把ATX主板电源插头用一根导线连接两个插脚（把插头的一侧突起对着自己，上层插脚从左数第4个和下层插脚从右数第3个，方向一定要正确），然后把ATX电源的开关打开，如果电源风扇转动，说明电源正常，否则电源损坏。如果电源没问题直接短接主板上电源开关的跳线，如果正常，说明机箱面板的电源开关损坏。现象二：电源批示灯亮，风扇转，但没有明显的系统动作。这种情况如果出现在新组装电脑上应该首先检查CPU是否插牢或更换CPU，而正在使用的电脑的CPU损坏的情况比较少见（人为损坏除外），损坏时一般多带有焦糊味，如果刚刚升级了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻击，这要考虑BIOS损坏问题（BIOS莫名其妙的损坏也是有的），修复BIOS的方法很多杂志都介绍过就不重复了；确认CPU和BIOS没问题后，就要考虑CMOS设置问题，如果CPU主频设置不正确也会出现这种故障，解决方法就是将CMOS信息清除，既要将CMOS放电，一般主板上都有一个CMOS放电的跳线，如果找不到这个跳线可以将CMOS电池取下来，放电时间不要低于5分钟，然后将跳线恢复原状或重新安装好电池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都没问题还要考虑电源问题：PC机电源有一个特殊的输出信号，称为POWERGOOD（PG）信号，如果PG信号的低电平持续时间不够或没有低电平时间，PC机将无法启动。如果PG信号一直为低电平，则PC机系统始终处于复位状态。这时PC机也出现黑屏、无声响等死机现象。但这需要专业的维修工具外加一些维修经验，因此，建议采用替换法；电源没有问题就要检查是否有短路，确保主板表面不和金属（特别是机箱的安装固定点）接触。把主板和电源拿出机箱，放在绝缘体表面，如果能启动，说明主板有短路现象；如果还是不能启动则要考虑主板问题，主板故障较为复杂，可以使用替换法确认，然后更换主板。现象三：电源指示灯亮，系统能启动，但系统在初始化时停住了，而且可以听到嗽叭的鸣叫声（没有视频）：根据峰鸣代码可以判断出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短声：说明系统正常启动。表明机器没有问题。2短声：说明CMOS设置错误，重新设置不正确选项。1长1短：说明内存或主板出错，换一个内存条试试。1长2短：说明显示器或显示卡存在错误。检查显卡和显示器插头等部位是否接触良好或用替换法确定显卡和显示器是否损坏。1长3短：说明键盘控制器错误，应检查主板。1长9短：说明主板FlashRAM、EPROM错误或BIOS损坏，更换FlashRAM。重复短响：说明主板电源有问题。不间断的长声：说明系统检测到内存条有问题，重新安装内存条或更换新内存条重试。AMIBIOS1短：说明内存刷新失败。更换内存条。2短：说明内存ECC较验错误。在CMOS中将内存ECC校验的选项设为Disabled或更换内存。3短：说明系统基本内存检查失败。换内存。4短：说明系统时钟出错。更换芯片或CMOS电池。5短：说明CPU出现错误。检查CPU是否插好。6短：说明键盘控制器错误。应检查主板。7短：说明系统实模式错误，不能切换到保护模式。8短：说明显示内存错误。显示内存有问题，更换显卡试试。9短：说明BIOS芯片检验和错误。1长3短：说明内存错误。内存损坏，更换。1长8短：说明显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。现象四：系统能启动，有视频，出现故障提示，这时可以根据提示来判断故障部位。下面就是一些常见的故障提示的判断：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS参数丢失，有时可以启动，使用一段时间后死机，这种现象大多是CMOS供电不足引起的。对于不同的CMOS供电方式，采取不同的措施：1.焊接式电池：用电烙铁重新焊上一颗新电池即可；2.钮扣式电池：直接更换；3.芯片式：更换此芯片，最好采用相同型号芯片替换。如果更换电池后时间不长又出现同样现象的话，很可能是主板漏电，可检查主板上的二极管或电容是否损坏，也可以跳线使用外接电池，不过这些都需要有一定的硬件维修基础才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS检验和读出错；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系统未设置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中显示类型的设置与实测不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存储器与CMOS中设置的不一样；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的时间和日期没有设置。这些都需要对CMOS重新设置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死机原因：主板上键盘接口不能使用，拔下键盘，重新插入后又能正常启动系统，使用一段时间后键盘无反应，这种现象主要是多次拔插键盘引起主板键盘接口松动，拆下主板用电烙铁重新焊接好即可；也可能是带电拔插键盘，引起主板上一个保险电阻断了（在主板上标记为Fn的东西），换上一个1欧姆／0.5瓦的电阻即可。四、自检过程中断在xxxKCache处这表示主板上Cache损坏，可以在CMOS设置中将“ExternalCache”项设为“Disable”故障即可排除。同理，在自检主板部件时出现中断，则可以认为该部件损坏，解决方法一般可以在CMOS中将其屏蔽，如果不能屏蔽该部件最好更换主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能与软盘驱动器交换信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能与硬盘驱动器交换信息。应检查FDD（HDD）控制卡及电缆。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片坏；提示“DMAError”，DMA控制器坏。这种故障需要更换。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的显示模式跳线设置错误，重新跳线。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”键盘被锁住，打开锁后重新引导系统。九、IDE接口设备检测信息为：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示该IDE接口都没有找到硬盘，如果该IDE口确实接有硬盘的话，则说明硬盘没接上或硬盘有故障，可以从以下几方面检查：1、硬盘电源线和数据线是否接触不良，或换一根线试试；2、CMOS设置有无错误，进入CMOS将“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三项的的“TYPE”都设置成“Auto”；3、替换法确认硬盘本身有故障。十、IDE接口设备检测信息下面显示“Floppydisk(s)fail(40)”出错信息表示CMOS所指定的软盘驱动器有问题。判断和解决的方法与硬盘相似。现象五：系统不能引导。这种故障一般都不是严重问题，只是系统在找到的用于引导的驱动器中找不到引导文件，比如：BIOS的引导驱动器设置中将软驱排在了硬盘驱动的前面，而软驱中又放有没有引导系统的软盘或者BIOS的引导驱动器设置中将光驱排在了硬盘驱动的前面，而光驱中又放有没有引导系统的光盘，这个都很简单，将光盘或软盘取出就可以了，实际应用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多数都是这个原因。如果是硬盘不能引导的话一般有两种情况：一种是硬盘数据线没有插好，另一种就是硬盘数据损坏。前者一般多会出现硬盘容量检测不正确和引导时出现死机的现象；后者则是干脆找不到引导文件或提示文件损坏。前者只需重新连接好数据线即可；后者则需要用win98的启动软盘或启动光盘启动，根据实际情况来定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，这说明找不到硬盘活动分区，需要对硬盘重新分区。二、提示“Missoperationsyste”，说明硬盘活动分区需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，andthenpressanykey”或显示“StartingWindows98…”时出现死机，说明硬盘上的系统文件丢失了或损坏，使用“sysc:”，命令传递系统文件给c盘，再将C拷贝给c盘。现象六：硬盘可以引导，但Windows不能正常启动，也不能进入安全模式。这种情况表明Windows98出现了严重的错误，首先，用杀毒软件查杀病毒，看是不是病毒造成的，如果没有发现病毒可以用以下方法试一试。一、直接将接口卡与各个外设都拨去，再插回去，并调整接口卡上的设置（如果可以的话）来检查是否是硬件冲突造成，开机看看是否可正常进入Windows。二、检查CMOS中的设置是否有不正确的地方，若不清楚，可选择LoadBiosDefault项目，然后重开机，开机看是否可正常进入Windows。三、在启动时按下F8键，一般会出现6个选项（如果安装了DOS6.22则出现7个选项）选择第4项“step－by－stepconfirmation”进入单步运行方式，按照出现死机的命令选择处理方法：1、执行“Processthesystemregistry”计算机就死机，说明是注册表故障，那么可以重新启动按F8键，选第4项后，只在Device=c:\windows\himem.sys这一项上按“Y”，其余的按“N”后，在DOS提示符下输入Scanreg／fix修复注册表或者是scanreg／restore恢复到以前系统自动备份的注册表后，再重新启动即可。2、在出现“Createastartuplogfile(BOOTTLOG.TXT)[Enter=Y，Esc=N]”时，选择Y建立Bootlog.txt这个文件，可以检查启动过程中各个系统文件装载的情况