Ultrasonik kalınlık ölçer ve hata dedektörü sistemi tasarımı
Design of a ultrasonic thickness gauge and flaw detector system
Yazar: AHMET ATCI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET TURAN ÖZDEMİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Ultrasonik test = Ultrasonic test

Özet:
Bu yüksek lisans tezi kapsamında çeşitli malzemelerin kalınlık ölçüm ve hata tespiti işlemlerini ultrasonik muayene yöntemi ile gerçekleştirecek bir el terminalinin güncel teknolojiler ile tasarlanması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ultrasonik muayene işlemini mümkün kılan, yüksek voltaj güç kaynağı (+40V - +250V),  yüksek frekanslı ve yüksek genlikli darbe üreteci (1-10 MHz),  geri dönen (yansıyan) anlamlı akustik sinyallerin kuvvetlendirildiği analog kuvvetlendirme birimi (+72dB), yüksek örnekleme hızına sahip sayısallaştırıcı (ADC, Analog Sayısal Dönüştürücü) birim (100 MHz), veri edinimi ve işlenmesi işlemleri ile darbe üreteci birimin sürücüsü olan FPGA (Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri, Field Programmable Gate Arrays) katı, geliştirilen kartın kontrolü, PC haberleşmesi ve TFT ekran ara yüzünü süren MCU (Mikrodenetleyici, Microcontroller Unit) katı gibi alt birimlerinin bulunduğu bir ultrasonik cihazın donanım tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında USB ara yüzü üzerinden ultrasonik kartın konfigürasyonlarının atanabildiği ve ultrasonik muayene işleminin PC ortamında izlenebildiği bir görsel yazılım da gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen ultrasonik cihazı oluşturan birimlerin donanımsal testleri ve FPGA & MCU gömülü yazılımlarının yüklemeleri yapıldıktan sonra ultrasonik kalınlık ölçümü ve tahribatsız muayene işlemlerinin başarı ile gerçekleştirildiği prototip tasarımı tamamlanmış ve ölçüm sonuçları bu tez dokümanı içerisinde verilmiştir. Bu yüksek lisans çalışması sayesinde ultrasonik muayene tekniği hakkında kapsamlı bilgi birikimi edinilmiş ve üzerinde farklı yazılımsal ve donanımsal geliştirme çalışmalarının yapılabileceği bir ultrasonik geliştirme kartı ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this Master's Thesis, the main goal of the study is accomplishing thickness gauging and nondestructive testing of various materials with the ultrasonic testing method and designing a handheld device with up to date technologies.  For this purpose, hardware design of all the necessary subdivisions which are required for ultrasonic testing such as, high voltage generation unit (+40V- +200V), high frequency and high amplitude pulser unit (1-10 MHz), gain unit for strengthening meaningful echoes (+72dB), high-speed digitizer (ADC, Analog Digital Converter) unit (100 MHz), an FPGA (Field Programmable Gate Arrays) unit for data acquisition, signal processing and driving pulser unit and an MCU (Microcontroller Unit) unit which is responsible for card control, PC communication and TFT controller tasks are combined on a ultrasonic board. Besides, a PC program which uses USB as an interface with the board is developed to achieve card control and visual presentation of ultrasonic test results by PC. After finishing hardware test of all the units and embedded programming of MCU & FPGA, ultrasonic thickness gauging and nondestructive testing prototype board is completed and measurment results are given in this thesis. With the prototyping board, thickness measurement and flaw detection processes were performed successfully and the results were given in this study. In addition to this, besides acquiring comprehensive knowledge about the ultrasonic inspection technique, an ultrasonic development card which is capable of developing various software and hardware improvements has been presented.