CN116183721A - 一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质 - Google Patents

一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质 Download PDF

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CN116183721A CN202211514644.3A CN202211514644A CN116183721A CN 116183721 A CN116183721 A CN 116183721A CN 202211514644 A CN202211514644 A CN 202211514644A CN 116183721 A CN116183721 A CN 116183721A
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Abstract

本发明公开了一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质，所述方法包括以下步骤：获取预制棒芯棒的物理参数信息，基于物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到超声波传输波速理论数据；对预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；基于超声波传输波速理论数据和超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到超声波传输波速实际数据；基于超声波传输波速理论数据和超声波传输波速实际数据分析预制棒芯棒的气泡测试结果；基于温度适应修正算法以及预制棒芯棒的测试环境对理论波速值分析算法和实际波速值分析算法进行算法修正；本发明能够智能化的自动对芯棒中气泡进行检测，效率和精准度高，且人工成本低。

Description

一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及光纤制造技术领域，具体的，本发明应用于光纤预制棒芯棒测试领域，特别是涉及一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质。
背景技术
目前，在光纤预制棒的生产检验指标中，气泡数是尤为重要的，它会直接影响成品预制棒的质量，若气泡数不合格，可能造成芯棒拉丝过程中的强度不佳或断纤，甚至导致批量光纤报废，从而造成大量损失，因此，预制棒芯棒的气泡检测是光纤预制棒生产中非常重要的环节。
现有技术中，对于预制棒芯棒气泡的检测方法多为人工方式进行检测，而这种方式的操作复杂度高，检测效率低，且人工的方式容易漏检，从而造成芯棒在使用时出现故障，增加了厂商的生产风险和客户的使用风险，因此，提供一种系统化的预制棒芯棒气泡的测试方法、系统或装置，迫在眉睫。
目前，对于预制棒芯棒气泡的测试系统与测试方法方面的文献资料非常之少，公开号为CN206818628U的现有专利公开了一种预制棒芯棒气泡检查装置，其通过独特的灯槽设计，采用高亮度节能的LED灯带外加乳白色光量，在气泡检测中对预制棒芯棒提供了全方位均习的光源，有效的避免了传统单束光照射时因远端光线不足导致气泡检测出错或漏检的问题，同时，该专利中偏光灯罩的设计能直接有效的观察芯层和包层的分界面，从而有效的判断气泡的具体位置特别对于芯包分界面附件的气泡的判断更加准确，提高检测效率和准确率；但是，分析发现，该现有专利中的检测装置仍然需要人工操作、人工检测芯棒气泡，并没有真正意义上的节约人力资源和提高工作效率，且通过光源检测的方式会收到环境光源的影响，仍存在一定的精准度不稳定性。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质，进而解决现有技术中芯棒气泡检测装置需要人工操作以及人工检测芯棒气泡，并没有真正意义上的节约人力资源和提高工作效率，且通过光源检测的方式会收到环境光源的影响，仍存在一定的精准度不稳定性的问题。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一方面，本发明提供一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，包括以下步骤：
理论波速计算步骤：
获取预制棒芯棒的物理参数信息，基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
实际波速计算步骤：
对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
芯棒合格判定步骤：
基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒芯棒合格信息；
波速计算修正步骤：
基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
作为一种改进的方案，所述获取预制棒芯棒的物理参数信息，包括：
根据所述预制棒芯棒的位置、所述预制棒芯棒的分布方向以及所述预制棒芯棒的结构形式，确认所述预制棒芯棒的待测区域；
设定关于所述待测区域的超声波理论包层测试波速值、超声波理论接收时长、理论声速值和理论潜在气流速度值；
检测所述预制棒芯棒的芯棒包层厚度值以及芯棒保护层深度值；
获取超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的距离参数；
整合所述超声波理论包层测试波速值、所述超声波理论接收时长、所述理论声速值、所述理论潜在气流速度值、所述芯棒包层厚度值、所述芯棒保护层深度值和所述距离参数，得到所述物理参数信息。
作为一种改进的方案，所述理论波速值分析算法，包括：
基于所述距离参数和所述芯棒保护层深度值计算所述超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的理论距离和值；
基于所述理论距离和值、所述理论声速值和所述理论潜在气流速度值计算正向平均传输时间；
基于所述超声波理论包层测试波速值、所述理论潜在气流速度值和所述芯棒包层厚度值计算超声波在所述预制棒芯棒的包层中传递时间；
基于所述超声波理论接收时长、所述包层中传递时间和所述正向平均传输时间计算超声波在所述预制棒芯棒的芯层中传递时间；
计算所述芯棒保护层深度值和所述芯层中传递时间的商值作为所述超声波传输波速理论数据。
作为一种改进的方案，所述对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据，包括：
对所述预制棒芯棒的所述待测区域进行超声波相对收发测试；
记录所述超声波相对收发测试中超声波经过所述待测区域的第一实际时间；设定所述第一实际时间为所述超声波传递测试数据。
作为一种改进的方案，所述实际波速值分析算法，包括：
基于所述所述超声波理论接收时长和所述第一实际时间计算声波时间差；
基于所述芯层中传递时间和所述声波时间差计算实际传播时间和值；
计算所述芯棒保护层深度值与所述实际传播时间和值的商值作为所述超声波传输波速实际数据。
作为一种改进的方案，所述气泡测试结果包括：第一结果和第二结果；所述第一结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中存在气泡；所述第二结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中不存在气泡；
所述基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果，包括：
比对所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据；
若所述超声波传输波速实际数据不大于所述超声波传输波速理论数据，则生成所述第一结果；
若所述超声波传输波速实际数据大于所述超声波传输波速理论数据，则生成所述第二结果。
作为一种改进的方案，所述基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
识别所述测试环境中环境气体的气体类型；
基于所述气体类型确认所述环境气体的第一比热容参数、第一摩尔质量参数和第一气体常数；
基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
作为一种改进的方案，所述基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数设定所述环境气体对于超声波的第一传递速度影响公式；
检测所述测试环境的第一环境温度，将所述第一环境温度代入所述第一传递速度影响公式，得到第二传递速度影响公式；
基于所述第二传递速度影响公式对所述理论波速值分析算法中所述超声波传输波速理论数据的计算过程进行修正；
基于所述第二传递速度影响公式对所述实际波速值分析算法中所述超声波传输波速实际数据的计算过程进行修正。
另一方面，本发明还提供一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置，包括：
理论波速计算模块、实际波速计算模块、气泡判定模块和温度补偿模块；
所述理论波速计算模块，用于获取预制棒芯棒的物理参数信息，并基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
所述实际波速计算模块，用于对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；所述实际波速计算模块基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
所述气泡判定模块，用于根据所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；所述气泡判定模块根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒合格信息；
所述温度补偿模块，用于根据温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法的步骤。
本发明技术方案的有益效果是：
1、本发明所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，可以实现采用超声波在芯棒中的传递，来检测预制棒芯棒中的气泡情况，且整个工序可通过智能化的模块架构进行自动检测，无需人工参与，并可高精准度的对芯棒中不同深度的气泡均进行检测，不会出现气泡漏检的情况，结合环境温度可对整个检测过程中所采用的算法进行自动修正补偿，进而提高了本发明的灵活性，扩宽了应用场景，最终实现了高效率、高精准度以及低人工成本的预制棒芯棒气泡检测，弥补了现有技术的不足，具有极高的应用价值。
2、本发明所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置，可以通过理论波速计算模块、实际波速计算模块、气泡判定模块和温度补偿模块的相互配合，进而实现采用超声波在芯棒中的传递，来检测预制棒芯棒中的气泡情况，且整个工序智能化自动检测，无需人工参与，并可高精准度的对芯棒中不同深度的气泡均进行检测，不会出现气泡漏检的情况，结合环境温度可对整个检测过程中所采用的算法进行自动修正补偿，进而提高了本发明的灵活性，扩宽了应用场景，最终实现了高效率、高精准度以及低人工成本的预制棒芯棒气泡检测，弥补了现有技术的不足，具有极高的应用价值。
3、本发明所述的计算机可读存储介质，可以实现引导理论波速计算模块、实际波速计算模块、气泡判定模块和温度补偿模块进行配合，进而实现本发明所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，本发明所述的计算机可读存储介质有效提高了所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法的可操作性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法的详细流程示意图；
图3是本发明实施例2所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
本实施例提供一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
S100、理论波速计算步骤，具体包括：
S110、获取预制棒芯棒的物理参数信息，基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
作为本发明的一种实施方式，所述获取预制棒芯棒的物理参数信息，包括：首先根据所述预制棒芯棒的位置、所述预制棒芯棒的分布方向以及所述预制棒芯棒的结构形式，确认所述预制棒芯棒的待测区域，待测区域即为预制棒芯棒中需要检测是否存在气泡的区域；对应的，根据所采用的超声波测试设备以及空气动力学的相关现有理论，设定关于所述待测区域的超声波理论包层测试波速值v2、超声波理论接收时长t0、理论声速值c1和理论潜在气流速度值v1；检测所述预制棒芯棒的芯棒包层厚度值m以及芯棒保护层深度值d；在本实施方式中，采用超声波发射矩阵板和超声波接收矩阵板作为超声波控制模块对前述的待测区域进行超声波测试，故超声波理论接收时长t0设置为超声波从超声波发射矩阵板发送到超声波接收矩阵板所需的总时间；其中，芯棒保护层深度值d为在预制棒芯棒的圆柱保护层中，从左到右的深度，依次为d1，d2，d3，......dn，dn-1，dn-2，......d1；故在本实施方式中，可选的，对于每一段芯棒保护层深度值d，进行一次气泡测试，提升测试精准度和完善度；对应的，还需要获取超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的距离参数L，该距离参数代表前述超声波发射矩阵板与超声波接收矩阵板之间的距离；在本实施方式中，超声波发射矩阵板与超声波接收矩阵板呈一一正对状态，且超声波发射矩阵板的正中心和所述超声波接收矩阵板的正中心与预制棒芯棒的正中心对齐；故整合所述超声波理论包层测试波速值、所述超声波理论接收时长、所述理论声速值、所述理论潜在气流速度值、所述芯棒包层厚度值、所述芯棒保护层深度值和所述距离参数，得到所述物理参数信息。
作为本发明的一种实施方式，所述理论波速值分析算法，包括：基于所述距离参数L和所述芯棒保护层深度值d计算所述超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的理论距离和值L1，在本实施方式中，理论距离和值L1的计算公式为：L1=L-d，即理论距离和值L1为距离参数L与芯棒保护层深度值d的差值；该理论距离和值L1为前述超声波发射矩阵板和预制棒芯棒之间的距离与超声波接收矩阵板与预制棒芯棒之间的距离的距离和数值；基于所述理论距离和值L1、所述理论声速值c1和所述理论潜在气流速度值v1计算正向平均传输时间t1，在本实施方式中，正向平均传输时间t1的计算公式为：
Figure 101315DEST_PATH_IMAGE002
；正向平均传输时间t1为超声波在芯棒中的正向平均传输时间；基于所述超声波理论包层测试波速值v2、所述理论潜在气流速度值v1和所述芯棒包层厚度值m计算超声波在所述预制棒芯棒的包层中传递时间t2，在本实施方式中，包层中传递时间t2的计算公式为：/>
Figure 18455DEST_PATH_IMAGE004
；基于所述超声波理论接收时长t0、所述包层中传递时间t2和所述正向平均传输时间t1计算超声波在所述预制棒芯棒的芯层中传递时间t3，在本实施方式中，芯层中传递时间t3的计算公式为：/>
Figure 798192DEST_PATH_IMAGE006
；最终，得到以上数据后，计算所述芯棒保护层深度值d和所述芯层中传递时间t3的商值作为所述超声波传输波速理论数据v0，在本实施方式中，超声波传输波速理论数据v0的计算公式为：/>
Figure 131085DEST_PATH_IMAGE008
；超声波传输波速理论数据v0即为超声波穿过所述预制棒芯棒的所述待测区域时的理论波速值；
S200、实际波速计算步骤，具体包括：
S210、对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
作为本发明的一种实施方式，所述对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据，包括：
前述超声波发射矩阵板上设有发射换能器，前述超声波接收矩阵板上设有接收换能器，该发射换能器与该接收换能器呈一一正对状态，进而使得所述超声波发射矩阵板的正中心和所述超声波接收矩阵板的正中心与预制棒芯棒的正中心对齐；
采用发射换能器和接收换能器对所述预制棒芯棒的所述待测区域进行超声波相对收发测试，超声波相对收发测试即对每一组正对设置的发射换能器和接收换能器进行一发一收的超声波对测；记录所述超声波相对收发测试中超声波经过所述待测区域的第一实际时间t4；设定所述第一实际时间为所述超声波传递测试数据；在本实施方式中，第一实际时间t4即为前述超声波相对收发测试中，超声波实际通过所述待测区域的时长；
作为本发明的一种实施方式，所述实际波速值分析算法，包括：
基于所述所述超声波理论接收时长t0和所述第一实际时间t4计算声波时间差
Figure 945457DEST_PATH_IMAGE010
1，该/>
Figure 954870DEST_PATH_IMAGE010
1的计算公式为：/>
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；进一步的，基于所述芯层中传递时间t3和所述声波时间差
Figure 221903DEST_PATH_IMAGE010
1计算实际传播时间和值，实际传播时间和值即为/>
Figure 358487DEST_PATH_IMAGE010
1+t3；然后计算所述芯棒保护层深度值d与所述实际传播时间和值/>
Figure 27365DEST_PATH_IMAGE010
1+t3的商值作为所述超声波传输波速实际数据v4，在本实施方式中，超声波传输波速实际数据v4的计算公式为：/>
Figure DEST_PATH_IMAGE014
；最终，根据该超声波传输波速实际数据v4和前述的超声波传输波速理论数据v0即可判断前述待测区域中是否存在气泡；
S300、芯棒合格判定步骤，具体包括：
S310、基于所述超声波传输波速理论数据v0和所述超声波传输波速实际数据v4分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒芯棒合格信息；
作为本发明的一种实施方式，所述气泡测试结果包括：第一结果和第二结果；所述第一结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中存在气泡；所述第二结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中不存在气泡；
所述基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果，包括：比对所述超声波传输波速理论数据和v0所述超声波传输波速实际数据v4；若所述超声波传输波速实际数据v4不大于所述超声波传输波速理论数据v0，则说明实际测试计算出的待测区域中超声波传输波速小于或等于理论推算出的待测区域中超声波传输波速，那么说明被检测的待测区域部分存在气泡，故生成所述第一结果；若所述超声波传输波速实际数据v4大于所述超声波传输波速理论数据v0，则说明实际测试计算出的待测区域中超声波传输波速大于理论推算出的待测区域中超声波传输波速，那么说明被检测的待测区域部分不存在气泡，故生成所述第二结果；在本实施方式中，生成所述第一结果时，需要进行棒气泡个数统计，显示气泡在芯棒中所处位置及判定芯棒气泡的个数是否满足预设的个数值，根据芯棒气泡的个数是否满足预设的个数值来判断测试是否合格，如果测试不合格，则该预制棒芯棒报废，如果测试合格，则该预制棒芯棒进行流转；
S400、波速计算修正步骤，具体包括：
S410、基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正；在本实施方式中，考虑到由于超声波在不同的气体环境中，其受空气温度影响导致传播的速度不同，若本方法应用在温度变化比较大以及对测量精度要求比较高的场合下，可采用步骤S410对此情况进行适应性的算法修正，主要通过实时检测的环境温度，对前述步骤S100~步骤S300的计算过程进行修正；
作为本发明的一种实施方式，所述基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
识别所述测试环境中环境气体的气体类型；
基于所述气体类型确认所述环境气体的第一比热容参数k、第一摩尔质量参数M和第一气体常数R0；基于所述第一比热容参数k、所述第一摩尔质量参数M和所述第一气体常数R0调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
作为本发明的一种实施方式，所述基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
基于所述第一比热容参数k、所述第一摩尔质量参数M和所述第一气体常数R0设定所述环境气体对于超声波的第一传递速度影响公式，在本实施方式中，第一传递速度影响公式为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；其中， 第一比热容参数k为比热容比，第一气体常数R0为气体常数8.314J/(mol·K) ，T是检测到的环境绝对温度，第一摩尔质量参数M 是环境气体的摩尔质量；其中，k、M 都是与气体组分相关的参数，声波传播速度不仅与温度有关，还与气体成分有关；其中气体的检测以及温度的检测分别采用超声波气体流量传感器和温度传感器进行实现，当超声波气体流量传感器用于单一气体流量测量时，在测量过程中，需要根据与气体相对应的k、M 修改声波传播速度，并测量温度进行修正；故对应的，检测所述测试环境的第一环境温度T（环境绝对温度），将所述第一环境温度T代入所述第一传递速度影响公式，得到第二传递速度影响公式；第二传递速度影响公式即为带有T的实际数据的/>
Figure 207680DEST_PATH_IMAGE016
公式；故基于所述第二传递速度影响公式对所述理论波速值分析算法中所述超声波传输波速理论数据的计算过程进行修正，其中，c为声波在气体中的传播速度；基于所述第二传递速度影响公式对所述实际波速值分析算法中所述超声波传输波速实际数据的计算过程进行修正，修正时，将前述计算步骤中的理论声速值c1通过前述的c进行替换，并再次进行所述超声波传输波速理论数据v0和所述超声波传输波速实际数据v4的计算即可；在本实施方式中，对于/>
Figure 899692DEST_PATH_IMAGE008
的修正后的公式为：/>
Figure 636704DEST_PATH_IMAGE018
；对于/>
Figure DEST_PATH_IMAGE019
的修正后的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；该修正通过联立/>
Figure 347040DEST_PATH_IMAGE016
、/>
Figure 714568DEST_PATH_IMAGE008
和/>
Figure 956193DEST_PATH_IMAGE019
即可计算得到；
在本实施方式中，考虑到若环境中气体为混合气体时，前述的修正步骤需要更加精细进行计算，对于其中各项气体的相关参数需要重新计算，如下：
若测量对象为混合气体，其修正会更为复杂。混合气体的摩尔质量如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；其中，n为所有气体成分的总的分子个数；ni为各个气体成分的分子数；Mi为环境中对应某个气体成分的摩尔质量；同样，比热容比k发生变化，且变化为：/>
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；其中，
Figure 424127DEST_PATH_IMAGE027
，/>
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，其中，cp为混合气体的等压比热容，cv为混合气体的等体积比热容，cpi为某一气体成分对应的等压比热容，cvi为某一气体成分对应的等体积比热容；根据上述M和k的新值，重新修正公式/>
Figure DEST_PATH_IMAGE030
、/>
Figure DEST_PATH_IMAGE031
和/>
Figure 192231DEST_PATH_IMAGE032
。
实施例2
本实施例基于与实施例1中所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法相同的发明构思，提供一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置，如图3所示，包括：理论波速计算模块、实际波速计算模块、气泡判定模块和温度补偿模块；
所述理论波速计算模块，用于获取预制棒芯棒的物理参数信息，并基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
作为本发明的一种实施方式，所述理论波速计算模块获取预制棒芯棒的物理参数信息，包括：理论波速计算模块根据所述预制棒芯棒的位置、所述预制棒芯棒的分布方向以及所述预制棒芯棒的结构形式，确认所述预制棒芯棒的待测区域；理论波速计算模块设定关于所述待测区域的超声波理论包层测试波速值、超声波理论接收时长、理论声速值和理论潜在气流速度值；理论波速计算模块检测所述预制棒芯棒的芯棒包层厚度值以及芯棒保护层深度值；理论波速计算模块获取超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的距离参数；理论波速计算模块整合所述超声波理论包层测试波速值、所述超声波理论接收时长、所述理论声速值、所述理论潜在气流速度值、所述芯棒包层厚度值、所述芯棒保护层深度值和所述距离参数，得到所述物理参数信息。
作为本发明的一种实施方式，所述理论波速值分析算法，包括：所述理论波速计算模块基于所述距离参数和所述芯棒保护层深度值计算所述超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的理论距离和值；所述理论波速计算模块基于所述理论距离和值、所述理论声速值和所述理论潜在气流速度值计算正向平均传输时间；所述理论波速计算模块基于所述超声波理论包层测试波速值、所述理论潜在气流速度值和所述芯棒包层厚度值计算超声波在所述预制棒芯棒的包层中传递时间；所述理论波速计算模块基于所述超声波理论接收时长、所述包层中传递时间和所述正向平均传输时间计算超声波在所述预制棒芯棒的芯层中传递时间；所述理论波速计算模块计算所述芯棒保护层深度值和所述芯层中传递时间的商值作为所述超声波传输波速理论数据。
所述实际波速计算模块，用于对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；所述实际波速计算模块基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
作为本发明的一种实施方式，所述实际波速计算模块对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据，包括：实际波速计算模块对所述预制棒芯棒的所述待测区域进行超声波相对收发测试；实际波速计算模块记录所述超声波相对收发测试中超声波经过所述待测区域的第一实际时间；实际波速计算模块设定所述第一实际时间为所述超声波传递测试数据。
作为本发明的一种实施方式，所述实际波速值分析算法，包括：实际波速计算模块基于所述所述超声波理论接收时长和所述第一实际时间计算声波时间差；实际波速计算模块基于所述芯层中传递时间和所述声波时间差计算实际传播时间和值；实际波速计算模块计算所述芯棒保护层深度值与所述实际传播时间和值的商值作为所述超声波传输波速实际数据。
所述气泡判定模块，用于根据所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；所述气泡判定模块根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒合格信息；
所述气泡测试结果包括：第一结果和第二结果；所述第一结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中存在气泡；所述第二结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中不存在气泡；
作为本发明的一种实施方式，所述气泡判定模块基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果，包括：气泡判定模块比对所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据；若所述超声波传输波速实际数据不大于所述超声波传输波速理论数据，则气泡判定模块生成所述第一结果；若所述超声波传输波速实际数据大于所述超声波传输波速理论数据，则气泡判定模块生成所述第二结果。
所述温度补偿模块，用于根据温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正；
作为本发明的一种实施方式，所述温度补偿模块基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：温度补偿模块识别所述测试环境中环境气体的气体类型；温度补偿模块基于所述气体类型确认所述环境气体的第一比热容参数、第一摩尔质量参数和第一气体常数；温度补偿模块基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
作为本发明的一种实施方式，所述温度补偿模块基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：温度补偿模块基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数设定所述环境气体对于超声波的第一传递速度影响公式；温度补偿模块检测所述测试环境的第一环境温度，将所述第一环境温度代入所述第一传递速度影响公式，得到第二传递速度影响公式；温度补偿模块基于所述第二传递速度影响公式对所述理论波速值分析算法中所述超声波传输波速理论数据的计算过程进行修正；温度补偿模块基于所述第二传递速度影响公式对所述实际波速值分析算法中所述超声波传输波速实际数据的计算过程进行修正；本实施例中，温度补偿模块中设有温度传感器和气体检测传感器，温度补偿模块通过温度传感器和气体检测传感器的配合完成上述的算法修正；
在本实施方式中，还设有主控模块，主控模块包括：嵌入式开发板和液晶显示屏；所述嵌入式开发板用于接收前述操作中得出的关于芯棒气泡合格或非合格的信息，并将该关于芯棒气泡合格或非合格的信息在所述液晶显示屏上进行显示，提高智能性，将测试结果更加直观的显示。
实施例3
本实施例提供一种计算机可读存储介质，包括：
所述存储介质用于储存将上述实施例1所述的高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法实现所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述为所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法所设置的程序；具体的，该可执行程序可以内置在实施例2所述的高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置中，这样，高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置就可以通过执行内置的可执行程序实现所述实施例1所述的高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法。
此外，本实施例具有的计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读存储介质的任意组合，其中，可读存储介质包括电、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者以上任意组合。
区别于现有技术，采用本申请一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法、装置及介质，可以实现采用超声波在芯棒中的传递，来检测预制棒芯棒中的气泡情况，且整个工序可通过智能化的模块架构进行自动检测，无需人工参与，并可高精准度的对芯棒中不同深度的气泡均进行检测，不会出现气泡漏检的情况，结合环境温度可对整个检测过程中所采用的算法进行自动修正补偿，进而提高了本发明的灵活性，扩宽了应用场景，最终实现了高效率、高精准度以及低人工成本的预制棒芯棒气泡检测，弥补了现有技术的不足，具有极高的应用价值。
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
理论波速计算步骤：
获取预制棒芯棒的物理参数信息，基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
实际波速计算步骤：
对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
芯棒合格判定步骤：
基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒芯棒合格信息；
波速计算修正步骤：
基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
2.根据权利要求1所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述获取预制棒芯棒的物理参数信息，包括：
根据所述预制棒芯棒的位置、所述预制棒芯棒的分布方向以及所述预制棒芯棒的结构形式，确认所述预制棒芯棒的待测区域；
设定关于所述待测区域的超声波理论包层测试波速值、超声波理论接收时长、理论声速值和理论潜在气流速度值；
检测所述预制棒芯棒的芯棒包层厚度值以及芯棒保护层深度值；
获取超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的距离参数；
整合所述超声波理论包层测试波速值、所述超声波理论接收时长、所述理论声速值、所述理论潜在气流速度值、所述芯棒包层厚度值、所述芯棒保护层深度值和所述距离参数，得到所述物理参数信息。
3.根据权利要求2所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述理论波速值分析算法，包括：
基于所述距离参数和所述芯棒保护层深度值计算所述超声波控制模块与所述预制棒芯棒间的理论距离和值；
基于所述理论距离和值、所述理论声速值和所述理论潜在气流速度值计算正向平均传输时间；
基于所述超声波理论包层测试波速值、所述理论潜在气流速度值和所述芯棒包层厚度值计算超声波在所述预制棒芯棒的包层中传递时间；
基于所述超声波理论接收时长、所述包层中传递时间和所述正向平均传输时间计算超声波在所述预制棒芯棒的芯层中传递时间；
计算所述芯棒保护层深度值和所述芯层中传递时间的商值作为所述超声波传输波速理论数据。
4.根据权利要求2所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据，包括：
对所述预制棒芯棒的所述待测区域进行超声波相对收发测试；
记录所述超声波相对收发测试中超声波经过所述待测区域的第一实际时间；设定所述第一实际时间为所述超声波传递测试数据。
5.根据权利要求4所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述实际波速值分析算法，包括：
基于所述所述超声波理论接收时长和所述第一实际时间计算声波时间差；
基于所述芯层中传递时间和所述声波时间差计算实际传播时间和值；
计算所述芯棒保护层深度值与所述实际传播时间和值的商值作为所述超声波传输波速实际数据。
6.根据权利要求2所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述气泡测试结果包括：第一结果和第二结果；所述第一结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中存在气泡；所述第二结果为所述预制棒芯棒的所述待测区域中不存在气泡；
所述基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果，包括：
比对所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据；
若所述超声波传输波速实际数据不大于所述超声波传输波速理论数据，则生成所述第一结果；
若所述超声波传输波速实际数据大于所述超声波传输波速理论数据，则生成所述第二结果。
7.根据权利要求2所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述基于温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
识别所述测试环境中环境气体的气体类型；
基于所述气体类型确认所述环境气体的第一比热容参数、第一摩尔质量参数和第一气体常数；
基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
8.根据权利要求7所述的一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法，其特征在于：
所述基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数调用所述温度适应修正算法对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正，包括：
基于所述第一比热容参数、所述第一摩尔质量参数和所述第一气体常数设定所述环境气体对于超声波的第一传递速度影响公式；
检测所述测试环境的第一环境温度，将所述第一环境温度代入所述第一传递速度影响公式，得到第二传递速度影响公式；
基于所述第二传递速度影响公式对所述理论波速值分析算法中所述超声波传输波速理论数据的计算过程进行修正；
基于所述第二传递速度影响公式对所述实际波速值分析算法中所述超声波传输波速实际数据的计算过程进行修正。
9.一种高精准度的预制棒芯棒气泡测试装置，其特征在于，包括：理论波速计算模块、实际波速计算模块、气泡判定模块和温度补偿模块；
所述理论波速计算模块，用于获取预制棒芯棒的物理参数信息，并基于所述物理参数信息调用理论波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速理论数据；
所述实际波速计算模块，用于对所述预制棒芯棒进行超声波传递测试，得到超声波传递测试数据；所述实际波速计算模块基于所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传递测试数据调用实际波速值分析算法，得到关于所述预制棒芯棒的超声波传输波速实际数据；
所述气泡判定模块，用于根据所述超声波传输波速理论数据和所述超声波传输波速实际数据分析所述预制棒芯棒的气泡测试结果；所述气泡判定模块根据所述气泡测试结果统计气泡个数值；根据所述气泡个数值设定预制棒合格信息；
所述温度补偿模块，用于根据温度适应修正算法以及所述预制棒芯棒的测试环境对所述理论波速值分析算法和所述实际波速值分析算法进行算法修正。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~8中任一项所述高精准度的预制棒芯棒气泡测试方法的步骤。
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