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钢绳芯胶带纵向撕裂是胶带失效的主要形式,会导致重大的经济损失。然而,现有的钢绳芯胶带纵向撕裂检测技术还不能有效地预防胶带纵向撕裂,研制一种新型的能预防胶带纵向撕裂的检测系统仍然是一项具有挑战的研究课题。因此,本文提出了一种通过检测胶带表面形貌来预防和判断胶带纵向撕裂的超声自动化无损检测方法。研究成果主要包括:1、分析了胶带表面形貌检测系统的原理及其优越性;根据系统要求,对超声换能器参数、类型进行选择,对系统所需换能器数量进行计算;分析了伪随机序列参数的选择方法、其对载波信号的调制方法以及回波信号的解调算法。2、硬件部分:为驱动信号设计了功率和幅值放大电路,对超声换能器进行了阻抗匹配设计以提高系统机电能量转换效率:设计了高精度高增益回波接收电路以提高回波信噪比;设计了回波信号采集系统,为后续数字信号处理做准备;为了把采样数据传输到PC机设计了通讯电路。软件部分:完成伪随机信号和载波信号的调制/解调,计时器/计数器的设计,A/D转换芯片的逻辑控制,上位机的通讯电路设计以及采样缓存器设计。3、利用MATLAB计算了等波纹滤波器参数;改进传统DA算法,使其满足高精度高速度的数字滤波器;利用VHDL语言设计了基于FPGA的低通数字滤波器,通过仿真分析验证了所设计滤波器的正确性。4、设计了精度高、能抑制超声串扰的回波捕获系统;将互相关算法转化为异或运算,减少乘法器的使用数量,进而减少了FPGA逻辑资源的使用和提高系统效率;分析了回波捕获算法的计算量;给出了捕获系统仿真结果,通过分析仿真结果验证了捕获系统的正确性。