基于单片机的气体泄漏超声波检测系统的设计

目录摘要.................................................................................................................................错误！未定义书签。

第一章PCB概述............................................................................................................错误！未定义书签。

§1.1PCB的发展史.................................................. 错误！未定义书签。

§1.2PCB发展前景................................................. 错误！未定义书签。

§1.3PCB的设计................................................... 错误！未定义书签。

第二章PCB的结构及作用............................................................................................错误！未定义书签。

§2.1PCB的分类.................................................... 错误！未定义书签。

§2.2PCB的作用.................................................... 错误！未定义书签。

第三章PCB流程制作....................................................................................................错误！未定义书签。

§3.1PCB制作的准备............................................... 错误！未定义书签。

§3.2PCB流程制作................................................. 错误！未定义书签。

第四章多层板成型段.....................................................................................................错误！未定义书签。

§4.1内层线路板压合............................................... 错误！未定义书签。

§4.3内层线路板镀铜............................................... 错误！未定义书签。

§4.4外层线路板成型............................................... 错误！未定义书签。

第五章多层板后续流程.................................................................................................错误！未定义书签。

§5.1防焊......................................................... 错误！未定义书签。

§5.2文字 ........................................................ 错误！未定义书签。

§5.3加工......................................................... 错误！未定义书签。

§5.4成型......................................................... 错误！未定义书签。

第六章品质管理分析.................................................................................................错误！未定义书签。

§6.1工艺审查和准备............................................... 错误！未定义书签。

§6.2基材的准备................................................... 错误！未定义书签。

§6.3数控钻孔..................................................... 错误！未定义书签。

结束语.........................................................................................................................错误！未定义书签。

致谢.............................................................................................................................错误！未定义书签。

参考文献.......................................................................................................................错误！未定义书签。

摘要随着工业的发展，各种气体包括易燃易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到增加，传统的气体泄漏检测方法，如压差法、气泡法等，有其局限性，不仅操作复杂，对技术人员要求较高，而且不具有实时性。

迫切需要各种方法简单，准确性可靠的检测方法。

本文介绍了一种气体泄漏超声检测系统,在分析小孔气体泄漏产生超声波的原理的基础上,阐述了该检测系统的原理及设计方案。

该系统能对各种压力容器的孔隙泄漏所产生的微弱超声信号进行精确检测。

该系统利用技术对泄漏所产生的超声波信号进行分析处理和声压级计算,从而实现对泄漏的检测及泄漏量的估算。

通过超声波检测，正确地判断和定位产生泄漏位置，对于提高企业的生产效率，节约能源，确保安全具有重大意义。

在通过对超声波性质的研究中，我们发现超声波是一种高频短波，并且它在空气中传播具有很强的方向性。

基于此特性，我设计了一套超声波检测电路，该电路包括了模拟电路与数字电路，其中模拟电路包含了信号放大电路和音频处理电路；数字电路由单片机和LCD、键盘等外围设备组成。

在对超声波信号的处理的过程中，信号经过放大滤波以后，一路交给单片机处理，并在显示屏上读出信号的强度与流速；另一路通过降频转化为可听声，从而实现检测的目的。

关键词：单片机；声压级；本底噪声；泄漏超声波第一章引言传统的泄漏检测方法是将待测物品充入水或其它介质，通过观察，测量在特定时间内充入介质的减少量(如通过检测液面的降低等)来实现的，这是一种直接的测量方式。

基于这种方法又派生出另一种方法，即将待测物品充入一定压力的气体介质(通常为压缩空气)，而后置水中观察，以被测物品周围是否产生气泡作为是否泄漏的标准。

随着技术的进步及检测方法的改善，所谓“绝对不漏”或“无泄漏”只是一个数量上的概念，这一观念，已被人们所接受。

判别一个测量物品漏或者不漏需要一个更为准确的、数量上的标准，特别是对一些需测量微小泄漏的场合。

泄漏检查仪的出现为以上问题提供了一个较好的解决办法，它使得泄漏检测过程更加便捷，测量结果也更为可靠。

在采用泄漏检查仪的基础上，再辅以上、下料机构、自动密封装置及电气控制、液压、气动系统等等即可组成一个可用于加工生产线上的泄漏检查设备——试漏机。

试漏检查仪的出现使得零部件的泄漏在线检测成为可能，采用这种装置可满足批量生产中对零部件泄漏情况检测的要求，大幅提高产品的品质质量。

本课题主要设计一种气体泄漏检测系统。

1.1方案的选择与论证1.1.1 方案一1.绝对压力法绝对压力法测量系统如图1-1所示，由气源、空气过滤器、压力表、充气阀、压力传感器等部分组成。

测量过程如下：图1-1 绝对压力法测量原理充气：充气阀开启，向待测件内充入规定压力的气体；稳定：充气阀关闭，经过一定时间后使得充入气体达到一个测量所必须的稳定状态。

压力传感器将稳定阶段结束(测量阶段开始)前的压力值设定为一个测量的零点；测量：在规定的测量时间内，检测系统检出压力的变化值ΔP，与设定的压力变化极限值进行比较，从而做出合格或不合格的判定；排气：测量结束后将测试件内部气体排入大气中。

典型的测量压力-时间之间关系如图1-2所示。

图1-2 测量压力-时间曲线1.1.2 方案二压差法测量原理见图1-3。

压差法测量过程与绝对压力法相似，与绝对压力法不同之处在于压差法采用一个参考件加入测量系统中，用压差传感器记录测量阶段测量件与参考件之间的压力变化值ΔP。

图1-3 压差法测量原理图压差法与绝对压力法类似，都是通过测量压力变化值间接地测量泄漏率值。

1.1.3方案三超声波检测原理是利用超声波匀速传播且可以在金属表面发生部分反射的特性，来进行管道探伤检测，它通过电子装置，发送出超声波的高频（大于20KHz）脉冲，射到管壁上。

反射回的超声波，再通过传感器（探头）接收回来，经过信号放大，显示出来波形。

由于不同部位处反射到探头上的距离不同，因而超声波返回的时间也不同。

检测器的数据处理单元便可通过计算探头接收到的两组反射波的时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁厚。

这样，既可按照时间差显示出的波形，根据标定，测量出管壁厚度或缺陷以及腐蚀尺寸等。

由于传统的泄漏检测方法如绝对压力法、压差法、气泡法等,操作复杂并且对技术人员要求较高,而且不具有实时性。

目前,工业上广泛利用泄漏产生超声波的原理来进行泄漏检测。

利用超声波检测气体泄漏位置,不仅方法简单,而且准确可靠。

基于此,本文研究并设计了一种超声波气体泄漏检测系统。

第二章 气体泄漏检测的设计原理2.1气体泄漏产生超声波如果一个容器内充满气体,当其内部压强大于外部压强时,由于内外压差较大,一旦容器有漏孔,气体就会从漏孔冲出。