一种涡流热成像同步控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涡流热成像同步控制装置及方法，包括同步控制模块和涡流热成像同步控制软件；同步控制模块包括同步控制器、功放控制接口、红外热像仪控制接口、USB控制器等单元；同步控制模块通过USB总线与计算机相连，通过功放控制接口、红外热像仪控制接口分别与功放、红外热像仪的远程同步接口相连，涡流热成像同步控制软件经USB总线通信，利用控制同步控制模块控制功放控制接口和红外热像仪控制接口，使功放、红外热像仪有序运行；本发明专利技术利用同步控制装置控制功放和红外热像仪的运行，使红外热像仪对被测对象的加热前、加热及传播、冷却全过程进行自动采集、定时和同步，提了高涡流热成像系统的自动化程度，同时具有可重复性、客观性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无损检测
，更为具体地讲，涉及一种涡流热成像同步控制装置及方法。
技术介绍
无损检测技术是控制产品质量、保证在役设备安全运行的重要手段。涡流热成像(ECT)将涡流与热成像技术结合，可实现大范围不同深度缺陷的快速检测，近年来在导体材料无损检测领域得到广泛的应用，成为分析导体材料失效原因的重要依据。涡流热成像主要方法包括脉冲涡流热成像和锁相涡流热成像，本专利技术可兼容两种热成像模式，并在脉冲涡流热成像(ECPT)技术上取得多项突破。目前的ECT系统，如图1所示，由大功率功放(以下简称功放)(101)、激励线圈(102)、红外热像仪(103)、被测试件(104)和计算机(105)组成。采用主动激励方式，通过功放，将持续一定时间的强电流脉冲序列送入激励线圈，在被测对象表面感应出涡流热，通过红外热像仪对被测试件的加热前、加热、热传播、冷却等全部过程进行红外视频采集。目前的ECT系统，是通过手动方式来启动大功率功放和红外热像仪的视频采集。手动控制操作步骤如下：(1)启动热成像仪的摄录；(2)热成像仪启动后，延迟一段时间再手动按住功放运行按钮；(3)松开功放运行按钮后停止加热；(4)热像仪停止视频采集。采用手动控制方式，存在3个主要问题：(1)功放运行持续时间不确定，导致每次实验的加热时间不一致，实验重复性不一致；(2)实验操作规程繁琐、自动化程度低,需要多人来配合,使得研究人员不能集中精力于实验结果分析上；(3)功放加热被测对象与视频采集的延迟不固定，只能尽可能多的采集数据，无用帧数过多；当改变激励参数做对照处理时，需要对每批采集数据采用数据处理手段进行同步处理，影响实验的客观性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种涡流热成像同步控制装置及方法，在实现ECT系统的自动控制的同时，还提高实验的可重复性和客观性。为实现上述专利技术目的，本专利技术一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，包括同步控制模块和涡流热成像ECT同步控制软件；所述的同步控制模块包括同步控制器、功放控制接口、红外热像仪控制接口和计算机接口；其中，同步控制器，分别与功放、红外热像仪的远程同步接口及计算机电气性相连，根据计算机指令和参数设置，产生功放、红外热像仪的同步控制脉冲信号，功放同步控制脉冲信号用于控制功放的运行，红外热像仪同步控制脉冲信号利用其上升沿为红外热像仪的运行提供触发信号；功放控制接口，采用固态继电器，一端与同步控制器相连，另一端通过双绞线与功放上的远程同步接口相连，用于同步控制器的脉冲输出信号与功放之间的电气隔离与开关控制；红外热像仪控制接口，采用施密特触发器，一端与同步控制器相连，另一端通过双绞线与红外热像仪上的远程同步接口相连，用于输出波形的整形，抑制噪声干扰，提供良好的脉冲上升沿控制红外热像仪的同步运行；计算机接口，采用USB控制器，用于同步控制模块与计算机之间的通信；所述的ECT同步控制软件通过同步控制模块产生功放、红外热像仪的远程同步控制脉冲信号，用于同步控制功放、红外热像仪的运行。进一步的，所述的同步控制器，采用CPLD和SOPC技术实现，包括：一同步脉冲发生器，包括系统延迟计数器、相对延迟计数器、加热周期计数器、加热次数计数器、有限状态机，及功放同步脉冲缓冲器和红外热像仪同步脉冲缓冲器，其中，有限状态机根据计算机的复位、运行指令及同步参数寄存器组的值进行初始化和运行，产生功放和热像仪的同步控制脉冲信号；一同步参数寄存器组，包括系统延时、相对延迟、单次加热时间、加热周期、加热次数寄存器，用于同步脉冲发生器的初始化和运行；一时钟管理单元，为同步脉冲发生器、USB控制器分别提供工作时钟。更进一步的，所述的ECT同步控制软件，包括同步参数设置、控制与显示功能；参数设置包括功放和红外热像仪的同步控制参数，其中，功放的同步控制参数设置包括系统延时、相对延迟、单次加热时间、加热周期、加热次数等参数的设置；控制与显示功能包括将功放与红外热像仪的同步控制参数与指令通过USB通信接口发送给同步控制模块，并在计算机上实时显示输出的脉冲控制信号。其中，所述的相对延迟用于控制红外热像仪的运行领先于功放运行的时间，使得红外热像仪能完整记录被测对象从未加热、加热及热传播、冷却的全部过程。本专利技术还提供一种利用涡流热成像同步控制装置进行同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、在计算机上安装本专利技术的ECT同步控制软件；2)、将同步控制模块的计算机接口通过USB接口连接到计算机，将同步控制模块的功放控制接口、红外热像仪控制接口分别通过双绞线连接到功放、红外热像仪的远程控制接口；完成后，执行步骤3)；3)、在红外热像仪数据采集软件上设定触发模式为外部触发，根据加热总时间，设置红外热像仪视频采集时间；完成后，执行步骤4)；4)、打开ECT同步控制软件，设置系统延时、相对延迟、单次加热时间、加热周期、加热次数等同步脉冲参数；完成后，执行步骤5)；5)、在ECT同步控制软件上点击启动ECT按钮，软件后台依序将复位指令、同步控制参数、启动指令通过USB发送到同步控制模块；完成后，执行步骤6)；6)、同步控制模块接收到复位指令后，将同步参数寄存器组和各计数器初始化为0；将接收到的同步控制参数后，对同步参数寄存器组和各计数器进行初始化，再执行步骤7)；7)、同步控制器接收到启动指令后，系统延迟计数器开始计数，如果系统延迟计数器的数值等于系统延迟参数时停止计数，并有效sys_delay_expired信号；完成后，执行步骤8)；8)、同步控制器在sys_delay_expired有效时，红外热像仪同步脉冲缓冲器的输出信号为1，同步控制模块的红外热像仪控制接口产生阶跃信号，经双绞线远程启动红外热像仪的运行；同时相对延迟计数器开始计数，如果相对延迟计数器的数值达到相对延迟参数值，相对延迟计数器停止计数并保持，有效PA_delay_expired信号；完成后，执行步骤9)；9)、同步控制器在PA_delay_expired有效时，加热周期计数器开始计数，当计数器的数值小于单次加热时间时，有效PA_going信号，功放同步脉冲缓冲器的输出为1，此时，同步控制模块的功放控制接口的开关连通，启动功放输出；当加热周期计数器的数值大于等于单次加热时间或等于0时，无效PA_going信号，功放同步脉冲缓冲器的输出为0，此时，同步控制模块的功放控制接口的开关关断，功放停止输出；当加热周期计数器的计数值等于加热周期时，计数器停止计数，有效PA_cyc_expired信号；完成后，执行步骤10)；10)、同步控制器在PA_cyc_expired有效时，将加热次数计数器加1，如果加热次数计数器小于加热次数寄存器的值，有效sys_going信号，执行步骤8)；如果加热次数计数器等于加热次数寄存器的值，加热次数计数器停止计数，信号sys_going无效，执行步骤11)；11)、同步控制器在sys_going无效时，复位红外热像仪同步脉冲缓冲器，使其输出信号为0；执行步骤12)；12)、操作人员通过红外热像仪数据采集软件观察实验过程，如果需要不调整参数进行重新实验，则执行步骤5)；如果需要调整参数重新实验，执行步骤4)；如果做完实验，关闭相关设备。本专利技术的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，包括同步控制模块和计算机；所述的同步控制模块包括同步控制器、功放控制接口、红外热像仪控制接口和计算机接口；其中，同步控制器，分别与功放、红外热像仪的远程同步接口及计算机接口相连，根据计算机设置的参数，产生功放、红外热像仪的同步控制脉冲信号，其中，功放同步控制脉冲信号用于控制功放的运行，红外热像仪同步控制脉冲信号利用其上升沿为红外热像仪的运行提供触发信号；功放控制接口，采用固态继电器，一端与同步控制器相连，另一端通过双绞线与功放上的远程同步接口相连，用于同步控制器的脉冲输出信号与功放之间的电气隔离与开关控制；红外热像仪控制接口，采用施密特触发器，一端与同步控制相连，另一端通过双绞线与红外热像仪上的远程同步接口相连，用于输出波形的整形，抑制噪声干扰，提供良好的脉冲上升沿控制红外热像仪的同步运行；计算机接口，采用USB控制器，用于同步控制模块与计算机之间的通信；所述的计算机安装有涡流热成像ECT同步控制软件，并利用USB接口连接同步控制器，通过在ECT同步控制软件界面上设置同步控制器的参数。

【技术特征摘要】
1.一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，包括同步控制模块和计算机；所述的同步控制模块包括同步控制器、功放控制接口、红外热像仪控制接口和计算机接口；其中，同步控制器，分别与功放、红外热像仪的远程同步接口及计算机接口相连，根据计算机设置的参数，产生功放、红外热像仪的同步控制脉冲信号，其中，功放同步控制脉冲信号用于控制功放的运行，红外热像仪同步控制脉冲信号利用其上升沿为红外热像仪的运行提供触发信号；功放控制接口，采用固态继电器，一端与同步控制器相连，另一端通过双绞线与功放上的远程同步接口相连，用于同步控制器的脉冲输出信号与功放之间的电气隔离与开关控制；红外热像仪控制接口，采用施密特触发器，一端与同步控制相连，另一端通过双绞线与红外热像仪上的远程同步接口相连，用于输出波形的整形，抑制噪声干扰，提供良好的脉冲上升沿控制红外热像仪的同步运行；计算机接口，采用USB控制器，用于同步控制模块与计算机之间的通信；所述的计算机安装有涡流热成像ECT同步控制软件，并利用USB接口连接同步控制器，通过在ECT同步控制软件界面上设置同步控制器的参数。2.根据权利要求1所述的一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，所述的同步控制器，采用CPLD和SOPC技术实现，包括：一同步脉冲发生器，包括系统延迟计数器、相对延迟计数器、加热周期计数器、加热次数计数器、有限状态机，及功放同步脉冲缓冲器和红外热像仪同步脉冲缓冲器，其中，有限状态机根据计算机的复位、运行指令及同步参数寄存器组的值进行初始化和运行，产生功放和热像仪的同步控制脉冲信号；一同步参数寄存器组，包括系统延时、相对延迟、单次加热时间、加热周期、加热次数寄存器，用于同步脉冲发生器的初始化和运行；一时钟管理单元，为同步脉冲发生器、USB控制器分别提供工作时钟。3.根据权利要求1所述的一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，所述的ECT同步控制软件，包括同步参数设置、控制与显示功能；参数设置包括功放和红外热像仪的同步控制参数，其中，功放的同步控制参数设置包括系统延时、相对延迟、单次加热时间、加热周期、加热次数等参数的设置；控制与显示功能包括将功放与红外热像仪的同步控控制参数与指令通过USB通信接口发送给同步控制模块，并在计算机上实时显示输出的脉冲控制信号。4.根据权利要求3所述的一种涡流热成像同步控制装置，其特征在于，所述的相对延迟用于控制红外热像仪的运行领先于功放运行的时间，使得红外热像仪能完整记录被测对象从未加热、加热及热传播、冷却的全部过程。5.一种利用权利要求1所述的涡流热成像同步控制装置进行同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、在计算机上安装本发明的ECT同步控制软件；2)、将同步控制模块的计算机接口通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：田贵云，孟劲松，高斌，杨胜，胡珏，任文伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51