【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料分析表征领域，具体来说，涉及金属材料自动化分析技术，更具体地说，涉及一种xrd自动测试系统。
技术介绍
1、金属材料的研发对于现代工业和科技发展至关重要，支撑着建筑、航空航天、汽车、能源、电子电气、医疗、环境和国防等多个关键领域的发展。其中，研发合金的关键是理解合金化学组成、结构和性能之间的关系，合金结构的表征和分析是必不可少的环节。x射线衍射（xrd）作为一种广泛使用的无损检测方法，能够提供材料晶体结构、相组成以及晶粒尺寸等重要信息，是表征合金结构的重要手段。
2、目前的xrd仪器主要采用手工装样和单个谱线分析的模式，可满足少批量样品的表征和分析。但随着数据驱动的人工智能研究范式的发展，人们期待利用人工智能进行自主实验和验证，这对xrd仪器的自动化连续测试和数据批量分析能力提出了挑战。
3、为了将xrd融入自主实验平台，需要对现有xrd进行自动化改造。在自动化表征方面，xrd内部已可以配备电控位移台，能够独立完成多点自动化采集。但是仍然存在多方面的问题：第一方面，无法连续测试。现有的xrd装置，在一个样品测试完成后，需要实验员手动参与更换样品，无法实现多个样品的连续测试，阻碍了自主实验的进行，也容易引入人为装样的误差。另一方面，数据分析能力不足。现有的xrd仪器只负责数据采集和保存，没有数据分析能力，传统方法是实验员拿到数据后用专业的分析软件，依次对数据进行处理和判断，但当数据产生的效率增加，数据量激增的时候，人工处理的速度就无法赶上全天24小时自动生产的数据。因此，为了实现xrd
4、因此，亟需一种简便实用的自动化改造方法。
5、需要说明的是：本
技术介绍
仅用于介绍本专利技术的相关信息，以便于帮助理解本专利技术的技术方案，但并不意味着相关信息必然是现有技术。在没有证据表明相关信息已在本专利技术的申请日以前公开的情况下，相关信息不应被视为现有技术。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新的xrd自动测试系统。
2、本专利技术提供的一种xrd自动测试系统，包括xrd测试装置、工业机器人，所述xrd测试装置与工业机器人之间进行无线通信，所述xrd测试装置配置有自动控制舱门，所述工业机器人配置有机械臂，其中：所述工业机器人被配置为逐条响应多条样品测试指令并在响应每条测试指令时执行如下步骤：对当前待测样品进行取样；向xrd测试装置发送开舱信号以触发xrd测试装置打开舱门；通过自身机械臂将当前待测样品放入xrd测试装置中并向其发送放样完成信号以触发xrd测试装置关闭舱门；在识别到xrd测试装置关闭舱门后向其发送测试开始指令以触发xrd开始测试；其中，工业机器人执行完所有测试指令后向xrd测试装置发送测试完成信号。所述xrd测试装置被配置为：响应开舱信号打开舱门；响应放样完成信号关闭舱门；响应测试开始指令对样品进行测试以获得样品对应的xrd图谱；响应测试完成信号，对多个xrd图谱进行批处理以获得测试报告。
3、优选的，所述自动控制舱门为双开门，其中，每个门上均配置有一个气缸，两个门上的气缸被配置为在远程信号控制下通过伸缩方式进行连接或断开来实现开门、关门的动作，其中，在开舱信号的控制下，两门上连接的气缸缩回进行断开操作以实现开门动作，在放样完成信号控制下，两门上连接的气缸伸出进行连接操作以实现关门动作。
4、优选的，所述系统还配置有：样品托盘，其为圆形托盘，用于放置待测样品以便机械臂夹取将其放入xrd测试装置。
5、优选的，所述待测样品为薄膜状或块状；其中，所述样品托盘正面开设有一个装载待测样品的凹槽，所述凹槽内侧设置有定位缺口以用于指示待测样品在凹槽内放置的方向，所述托盘边缘对称设置有两个供机械臂夹取的开放型缺口；所述样品托盘背面设置有三角形凸起以用于样品托盘定位。
6、优选的，所述xrd测试装置内设置有：托盘夹具，其为圆形，用于固定样品托盘，且所述托盘夹具正面设置有与样品托盘背面三角形凸起耦合的三角形凹槽。
7、优选的，所述样品托盘为亚克力板；所述托盘夹具为金属圆盘，四周配设螺纹孔，并通过螺栓固定在xrd测试装置内。
8、优选的，所述xrd测试装置被配置为按照如下方式对多个xrd图谱进行批处理：对多个xrd图谱数据进行去背底操作以得到去除背景后的xrd信号；在去除背景后的xrd信号中进行寻峰操作以得到多个峰值；对获得的峰型进行拟合操作得到峰位信息；利用拟合得到的峰位信息，进行物相聚类分析；将物相聚类分析结果与成分进行关联获得分析结果。
9、优选的，所述xrd测试装置被配置为按照如下方式对xrd图片数据进行去背底操作：将xrd图谱数据划分为30等分，对每个等分的数据求平均值并将该平均值作为该部分的锚点；将每个锚点通过如下方式转换为背景索引点：
10、
11、其中，为第i个锚点的横坐标，为第i个锚点的纵坐标，且，
12、
13、基于所有背景索引点进行线性插值得到背景信号，并基于得到的背景信号对xrd图谱数据进行背景信号扣除以得到去除背景后的xrd信号。
14、优选的，所述xrd测试装置被配置为根据预设晶体峰信号判据对去除背景后的xrd信号进行寻峰操作，其中，预设晶体峰信号判据为：
15、
16、其中，
17、
18、，，取值均为预设参数，其中，为信号平滑处理的取值范围，为寻找局域最大值的信号范围，为应判定阈值。
19、优选的，y=5，w=50，和t=6σ，其中，σ为信号噪音部分的数据标准差。
20、优选的，所述xrd测试装置被配置为采用gaussian-lorentzian方法对峰型进行拟合操作。
21、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术方法具有很强的普适性，成本低，可对现存xrd设备进行全自动化的改造，也可用于建设新的智能实验室；本专利技术的整体方法适用于现有商用xrd设备，不影响原设备结构和功能，不依赖仪器厂商开放的通讯接口服务；本专利技术设计的样品托盘和夹具可适配不同类型的样品，例如块状、薄膜等，省去了繁琐的装样和高度矫正过程；本专利技术的数据批处理方法，可实时处理仪器采集到的数据，并进行物相归类，加快了数据的流转和处理效率。相比现有xrd处理软件，本方法的批处理能力更强，且具有良好的适配性，能自动读取不同xrd型号产生的数据；本专利技术提供的自动化方案，能够在无人干预的情况下，将测试结果反馈给人工智能模型。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种XRD自动测试系统，其特征在于，所述系统包括XRD测试装置、工业机器人，所述XRD测试装置与工业机器人之间进行无线通信，所述XRD测试装置配置有自动控制舱门，所述工业机器人配置有机械臂，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动控制舱门为双开门，其中，每个门上均配置有一个气缸，两个门上的气缸被配置为在远程信号控制下通过伸缩方式进行连接或断开来实现开门、关门的动作，其中，在开舱信号的控制下，两门上连接的气缸缩回进行断开操作以实现开门动作，在放样完成信号控制下，两门上连接的气缸伸出进行连接操作以实现关门动作。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还配置有：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待测样品为薄膜状或块状；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述XRD测试装置内设置有：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述XRD测试装置被配置为按照如下方式对多个XRD图谱进行批处理：
8.根据权利要
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述XRD测试装置被配置为根据预设晶体峰信号判据对去除背景后的XRD信号进行寻峰操作，其中，预设晶体峰信号判据为：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，y=5，W=50，和T=6σ，其中，σ为信号噪音部分的数据标准差。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述XRD测试装置被配置为采用Gaussian-Lorentzian方法对峰型进行拟合操作。
...【技术特征摘要】
1.一种xrd自动测试系统，其特征在于，所述系统包括xrd测试装置、工业机器人，所述xrd测试装置与工业机器人之间进行无线通信，所述xrd测试装置配置有自动控制舱门，所述工业机器人配置有机械臂，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动控制舱门为双开门，其中，每个门上均配置有一个气缸，两个门上的气缸被配置为在远程信号控制下通过伸缩方式进行连接或断开来实现开门、关门的动作，其中，在开舱信号的控制下，两门上连接的气缸缩回进行断开操作以实现开门动作，在放样完成信号控制下，两门上连接的气缸伸出进行连接操作以实现关门动作。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还配置有：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待测样品为薄膜状或块状；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述xrd...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明星，孙奕韬，谢桅杰，王超，李福成，柳延辉，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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