CN103792290A - 结合质量超声检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合质量超声检测系统，该系统主要实现了对板材质量的综合检测，主要包括内部是否有缺陷、表面是否有严重划痕等，此系统主要由运动控制模块，数据采集模块，数据分析模块以及数据波形显示模块组成。模块以独立线程进行运行，运动控制模块作为主线程，来控制数据采集线程是否执行，实现数据的边运动边采集，以达到自动化采集的要求。通过计算机软件控制运动控制卡和数据采集卡，使用多线程合理的控制数据采集频率，且在后台对数据采集卡获取的大数据进行实时处理，并把处理后的结果反馈到前台的可视化界面上。整个系统提高了对板材质量的检测效率，并且提供了数据存储和备份功能，对后期人工对板材质量进行复检提供了数据依据。

Description

结合质量超声检测系统

技术领域

本系统属于超声波检测领域，是一种对板材质量检测的综合方法，涉及高精度运动控制，超声波大数据量处理方法等。

背景技术

随着工业检测技术的日益发展，工业上对板材质量的要求越来越高，这就需要一种新型的检测技术来适应此要求，超声波检测技术在工业上的发展，符合工业检测的形势，且超声波检测的高精度能够达到工业检测的要求，伴随着计算机的发展，把超声波检测技术和计算机技术进行综合使用，构建结合质量超声波检测系统，以计算机软件为媒介，对运动系统进行控制，带动超声波探头对板材进行扫描，人工通过超声波探伤仪的超声波信号和报警信号分析板材缺陷位置等。

传统的自动化超声测熔深检测系统，数据采集系统与运动控制系统相互分离，不能实现完全的自动化检测，需要人工进行值守，检测效率低下，不但无法准确定位板材缺陷位置，而且采集后的数据无法进行保存，数据缺少记录，不易对板材进行复查。 

发明内容

本发明所要解决是传统的检测系统效率低下，且数据缺少记录，不便对数据进行复查的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结合质量超声检测系统，该系统包括：运动控制模块，数据采集模块，数据分析模块，数据波形显示模块；

运动控制模块，控制伺服运动系统进行高速平稳运动，当运动到指定位置后，则触发数据采集线程开始运行；

数据采集模块，以数据采集卡为主进行数据采集，受运动控制线程的控制，数据采集使用超声波测量仪返回的数据信号作为数据源，并将数据暂时存放到内存中；

数据分析模块，当数据采集模块一经触发，数据分析模块立即开始执行，当检测到内存中有数据就开始进行数据分析，并进行显示和存储；

数据波形显示模块是将数据波形在软件界面上进行显示。

其中运动控制模块的处理步骤为：

步骤101：对运动控制板卡进行初始化；

步骤102：为运动控制板卡设置各项参数；

步骤103：对运动控制卡输送控制指令以及参数，使电机能够进行点位运动；

步骤104：运动控制卡控制伺服系统进行协调运动。

进一步的，运动控制模块包括对电机的各项参数进行设置，参数包括：伺服系统的运动控制模式，编码器反馈信息模式，伺服电机的轴号，要运动距离的脉冲数，控制伺服电机的初速度，加速度，以及最高速度。

进一步的，电机的各项参数参数都经过转换成脉冲数后存数在JSON配置文件中，电机各轴的脉冲转换并不相同，主要依据是否有减速器来进行判断。

其中数据采集模块的处理步骤为：

步骤201：循环检测是否对数据进行采集并设置数据采集开关；

步骤202：依据数据采集开关循环对数据进行采集；

步骤203：将数据存入内存中；

步骤204：交由数据分析线程对采集到Ｂuff内的数据进行快速分析，并同时交由数据显示模块对数据进行初步处理后封送给数据显示控件。

其中数据分析模块的处理步骤为：

步骤301：数据采集卡根据数据采集开关采集数据；

步骤302：将数据存放在Buff内；

步骤303：对数据进行初步处理；

步骤304：对信号进行分析，得出质量检验结果；

步骤305：在组件扫描视图上显示结果；

步骤306：将结果存储在数据库内。

进一步的，数据分析模块中使用基于超声波检测的数据分析算法，分析后的结果以红色缺陷的方式显示在用户组件上。

其中数据波形显示模块的处理步骤为：

步骤401：数据采集卡采集数据；

步骤402：将采集的数据存放到Buff内；

步骤403：对数据进行初步处理，得到稳定信号；

步骤404：作为波形显示控件数据源使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：                               

通过计算机软件控制运动控制卡和数据采集卡，使用多线程合理的控制数据采集频率，且在后台对数据采集卡获取的大数据进行实时处理，并把处理后的结果反馈到前台的可视化界面上。整个系统提高了对板材质量的检测效率，并且提供了数据存储和备份功能，对后期人工对板材质量进行复检提供了数据依据。

附图说明

图1结合质量超声检测系统的处理流程图。

图2运动控制模块处理流程图。

图3数据采集模块处理流程图。

图4数据分析模块处理流程图。

图5数据波形显示模块处理流程图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，结合质量超声检测系统的处理流程图，结合质量超声波检测系统主要实现了对板材质量的综合检测，主要包括内部是否有缺陷、表面是否有严重划痕等，此系统主要由运动控制模块，数据采集模块，数据分析模块以及数据波形显示模块组成。模块都是以独立线程进行运行，提高工作效率，运动控制模块作为主线程，来控制数据采集线程是否执行，实现数据的边运动边采集，以达到自动化采集的要求。

1.运动控制模块，本模块是控制运动平台做平稳高速运动使用，由.net framework框架内的thread类来启用独立线程控制，使用匿名委托来创建独立线程，进行线程的启动，暂停，销毁等控制，获取外部事件后，线程立即开始运行，并控制伺服运动系统进行高速平稳运动，当运动到指定位置后，则触发数据采集线程开始运行。

运动控制的实现主要是通过MotionControl类对运动控制卡提供的dll文件内的函数进行封装来通过运动控制卡对电机进行控制。最主要的几个封装函数为initialSystem，对运动系统进行初始化，并设置伺服系统的运动控制模式，编码器反馈信息模式等,FastMove，使电机能够进行点位运动，参数传递的是伺服电机的轴号，以及要运动距离的脉冲数。FashHome，控制电机回到系统的起始位置，主需要电机轴号即可，使用传感器来判断电机是否运动到原点。CheckIsHome，检测电机位置，是否在原点等。以及其他设置电机参数的函数，如设置电机的梯形速度，加减速度等。系统在开始自动采集后，电机会按照程序指令，依照事先预置好的路线进行巡查。

如图2所示为运动控制模块的处理流程图：

步骤101：对运动控制板卡进行初始化；

步骤102：为运动控制板卡设置各项参数；

步骤103：对运动控制卡输送控制指令以及参数，使电机能够进行点位运动；

步骤104：运动控制卡控制伺服系统进行协调运动。

运动控制模块可以对电机的各项参数进行设置，控制伺服电机的初速度，加速度，以及最高速度等。这些参数都经过转换成脉冲数后存数在JSON配置文件中，电机各轴的脉冲转换并不相同，主要依据是否有减速器来进行判断。

2.数据采集模块，数据采集模块是数据采集的主要模块，当运动到板材的指定位置后触发的一个独立线程，受运动控制线程的控制，不需要人为进行干预，本数据采集使用由仪器返回的信号作为数据源，并将数据暂时存放到内存中。

通过使用IsCaptureData来控制是否对数据进行采集和显示，而使用IsRecordData来进行判定是否对数据进行存储，后续的数据分析模块和存储模块就受到这2个开关的控制，以人为控制数据量大小。数据采集的主程序使用while循环来实现，当未进行数据采集时，Thread创建的线程始终在while循环内睡眠，当需要进行数据采集时，就把该线程唤醒，当数据采集完毕后，继续回到while循环内睡眠，这样就不用频繁的创建线程和销毁线程，提高系统的性能。

如图3所示为数据采集模块处理流程图：

步骤201：循环检测是否对数据进行采集并设置数据采集开关；

步骤202：依据数据采集开关循环对数据进行采集；

步骤203：将数据存入内存中；

步骤204：交由数据分析线程对采集到Buff内的数据进行快速分析，并同时交由数据显示模块对数据进行初步处理后封送给数据显示控件。

根据数据采集信号的判定准则，在进行超声波检测板材时，只是取得一部分数据作为数据判断准则，其余数据进行忽略处理。

3.数据分析模块，当数据采集模块一经触发，数据分析模块立即开始执行，检测到内存中有数据就开始进行数据分析，并进行显示和存储，如若数据分析不及时进行，则可能造成内存中数据过大，造成软件崩溃，数据丢失等严重后果，本系统是5个通道的数据一起进入到数据分析模块内，要准确分析出哪个通道的数据结果，所以，数据分析模块和数据采集模块是同步进行的，以保证数据的完整性。

数据分析算法使用基于超声波检测的特殊算法，这些分析后的结果并非直接呈现到用户界面上，用户界面上显示的为原始数据，而这些分析后的结果会存储到硬盘上，由于此软件是对板材的质量进行检测，因此会把结果以红色缺陷的方式显示在用户组件视图上。

如图4所示为数据分析模块处理流程图：

步骤301：数据采集卡根据数据采集开关采集数据；

步骤302：将数据存放在Buff内；

步骤303：对数据进行初步处理；

步骤304：对信号进行分析，得出质量检验结果；

步骤305：在组件扫描视图上显示结果；

步骤306：将结果存储在数据库内。

4.数据波形显示是数据波形在软件界面上的一种手段，数据采集卡生产厂家都会提供数据波形显示的控件，这些控件大同小异，本软件也是采用数据波形控件来进行波形显示的。以凌华科技的数据显示控件为例，只需要设置波形的幅值，和横向的数据点数，就可以完整的显示整个波形图。以超声波检测仪器为数据源，仪器会把数据发回到服务器上，这样就可以在界面上直接使用得到的内部离散信号值，结合数据显示控件，就可以在界面上显示数据了。

    使用short数组来创建LastCaptureData一个在内存中的数组，所有最后一次采集的数据都存储到这个数组中，系统循环检测这个数组中是否存在数据，若存在，则将这个数组中的数据取出，做出处理后，直接当做数据源赋给波形显示控件，那么，数据波形显示控件就可以正确显示数据了。如下图5所示，为采集后的数据到波形显示可以显示数据的流程图。

步骤401：数据采集卡采集数据；

步骤402：将采集的数据存放到Buff内；

步骤403：对数据进行初步处理，得到稳定信号；

步骤404：作为波形显示控件数据源使用。

数据进行存储后，用户需要查看历史数据，或者人为对板材进行复检，以调出视图标志缺陷点信号进行查看。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。 

Claims (8)

1.结合质量超声检测系统，其特征在于，该系统包括：运动控制模块，数据采集模块，数据分析模块，数据波形显示模块；

运动控制模块，控制伺服运动系统进行高速平稳运动，当运动到指定位置后，则触发数据采集线程开始运行；

数据采集模块，以数据采集卡为主进行数据采集，受运动控制线程的控制，数据采集使用超声波测量仪返回的数据信号作为数据源，并将数据暂时存放到内存中；

数据分析模块，当数据采集模块一经触发，数据分析模块立即开始执行，当检测到内存中有数据就开始进行数据分析，并进行显示和存储；

数据波形显示模块是将数据波形在软件界面上进行显示。

2.根据权利要求1所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述运动控制模块的处理步骤为：

步骤101：对运动控制板卡进行初始化；

步骤102：为运动控制板卡设置各项参数；

步骤103：对运动控制卡输送控制指令以及参数，使电机能够进行点位运动；

步骤104：运动控制卡控制伺服系统进行协调运动。

3.根据权利要求2所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述运动控制模块对电机的各项参数进行设置，参数包括：伺服系统的运动控制模式，编码器反馈信息模式，伺服电机的轴号，要运动距离的脉冲数，控制伺服电机的初速度，加速度，以及最高速度。

4.根据权利要求3所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，电机的各项参数参数都经过转换成脉冲数后存数在JSON配置文件中，电机各轴的脉冲转换并不相同，主要依据是否有减速器来进行判断。

5.根据权利要求1所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述数据采集模块的处理步骤为：

步骤201：循环检测是否对数据进行采集并设置数据采集开关；

步骤202：依据数据采集开关循环对数据进行采集；

步骤203：将数据存入内存中；

步骤204：交由数据分析线程对采集到Ｂuff内的数据进行快速分析，并同时交由数据显示模块对数据进行初步处理后封送给数据显示控件。

6.根据权利要求1所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述数据分析模块的处理步骤为：

步骤301：数据采集卡根据数据采集开关采集数据；

步骤302：将数据存放在Buff内；

步骤303：对数据进行初步处理；

步骤304：对信号进行分析，得出质量检验结果；

步骤305：在组件扫描视图上显示结果；

步骤306：将结果存储在数据库内。

7.根据权利要求6所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述数据分析模块中使用基于超声波检测的数据分析算法，分析后的结果以红色缺陷的方式显示在用户组件上。

8.根据权利要求1所述的结合质量超声检测系统，其特征在于，所述数据波形显示模块的处理步骤为：

步骤401：数据采集卡采集数据；

步骤402：将采集的数据存放到Buff内；

步骤403：对数据进行初步处理，得到稳定信号；

步骤404：作为波形显示控件数据源使用。

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