本發(fā)明涉及帶鋼檢測(cè)系統(tǒng)及方法，更具體地說(shuō)，涉及一種帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路及方法。

背景技術(shù)：

帶鋼內(nèi)部缺陷是冷軋薄帶產(chǎn)品的主要質(zhì)量缺陷之一，特別是對(duì)于di材和電池鋼等特殊用途的帶鋼產(chǎn)品。在這類(lèi)帶鋼產(chǎn)品中，若出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，會(huì)導(dǎo)致泄漏等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)下游廠(chǎng)家造成很大的質(zhì)量糾紛，帶來(lái)很多不必要的麻煩。因此在某些冷軋帶鋼生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)過(guò)程中必須檢驗(yàn)內(nèi)部質(zhì)量缺陷情況，防止發(fā)生缺陷產(chǎn)品交付用戶(hù)。由于冷軋帶鋼產(chǎn)品生產(chǎn)是高速和自動(dòng)化過(guò)程，產(chǎn)品離線(xiàn)檢測(cè)存在抽樣風(fēng)險(xiǎn)。因此提出在線(xiàn)內(nèi)部缺陷檢測(cè)要求。

檢查內(nèi)部缺陷的方法為漏磁法和電磁超聲法等探傷方法。而目前采用比較多的技術(shù)是漏磁法。在漏磁檢測(cè)技術(shù)中，傳感器多采用電磁線(xiàn)圈、霍爾元件或者磁敏元件。在缺陷檢測(cè)過(guò)程中，需要多個(gè)傳感器以陣列的形式排布，構(gòu)成電磁檢測(cè)探頭。檢測(cè)探頭對(duì)磁化后的鋼板進(jìn)行檢測(cè)，帶鋼內(nèi)部存在缺陷，則檢測(cè)探頭將探測(cè)到漏磁信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)檢測(cè)電路進(jìn)行濾波去除噪聲，然后再由采集傳輸系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理采集，并通過(guò)以太網(wǎng)將缺陷信號(hào)輸出至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)缺陷信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步降噪處理、缺陷信號(hào)識(shí)別等，計(jì)算出缺陷的尺寸和嚴(yán)重程度，并保存至數(shù)據(jù)庫(kù)和報(bào)警。

在現(xiàn)有技術(shù)中，專(zhuān)利cn104903718介紹了一種基于漏磁方法的內(nèi)部缺陷檢測(cè)裝置，并重點(diǎn)介紹了缺陷信號(hào)的處理方法，通過(guò)差分和剔除表面缺陷的方法，最終確定缺陷信號(hào)。專(zhuān)利ep2450700a1介紹了防止檢測(cè)盲區(qū)，而采用的一種利用選擇電路來(lái)對(duì)激勵(lì)線(xiàn)圈進(jìn)行激發(fā)，檢測(cè)線(xiàn)圈感應(yīng)出的電壓信號(hào)輸出到差分電路中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路，包括數(shù)據(jù)采集電路和數(shù)據(jù)傳輸電路。其中，數(shù)據(jù)采集電路包括控制器、傳感器接口電路、電子開(kāi)關(guān)、減法電路、ad采樣模塊、ad模塊數(shù)據(jù)接口。傳感器接口電路、電子開(kāi)關(guān)、減法電路、ad采樣模塊、ad模塊數(shù)據(jù)接口依次連接，控制器連接至電子開(kāi)關(guān)和ad采樣模塊。電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行信號(hào)通道高速切換，實(shí)現(xiàn)控制電信號(hào)的邏輯處理、對(duì)地信號(hào)的釋放和切換信號(hào)通道，得到多路復(fù)用電信號(hào)。ad采樣模塊將多路復(fù)用電信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到被測(cè)目標(biāo)的多路信號(hào)采樣數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，數(shù)據(jù)傳輸電路包括以太網(wǎng)接口芯片、以太網(wǎng)變壓器、網(wǎng)線(xiàn)接口。控制器控制驅(qū)動(dòng)ad采樣模塊，數(shù)據(jù)通過(guò)ad模塊數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸電路，在數(shù)據(jù)傳輸電路中形成數(shù)據(jù)包。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)量n為：若若其中，m為每一個(gè)數(shù)據(jù)采集電路對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)數(shù)量，n為整個(gè)系統(tǒng)中的傳感器數(shù)量。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，ad采樣模塊的采樣位數(shù)為16位，采樣頻率為24mhz，采樣電壓為3v～1.5v。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，傳感器接口電路對(duì)應(yīng)的傳感器設(shè)置于磁化裝置的上表面。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：

一種帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理方法，包括以下步驟：接收傳感器電信號(hào)；進(jìn)行信號(hào)通道高速切換，得到多路復(fù)用電信號(hào)；將多路復(fù)用電信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到被測(cè)目標(biāo)的多路信號(hào)采樣數(shù)據(jù)；將信號(hào) 采樣數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)包并傳輸?shù)酵獠俊?/p>

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路及方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶鋼內(nèi)部缺陷漏磁信號(hào)的采集和傳輸，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)便可以對(duì)缺陷信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出內(nèi)部缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是數(shù)據(jù)傳輸電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路與其他部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼內(nèi)部缺陷漏磁信號(hào)的采集和傳輸。本發(fā)明包含數(shù)據(jù)采集電路2和數(shù)據(jù)傳輸電路3兩部分。數(shù)據(jù)采集電路2主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷漏磁信號(hào)的實(shí)時(shí)快速采集，數(shù)據(jù)傳輸電路3則用于對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行高速傳輸，以便系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)對(duì)缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析識(shí)別和處理顯示。多路磁敏傳感器陣列采集到內(nèi)部缺陷電信號(hào)后，采集電路將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳送至信號(hào)傳輸電路，信號(hào)傳輸電路中的以太網(wǎng)傳輸模塊將數(shù)字信號(hào)以數(shù)據(jù)包的形式通過(guò)以太網(wǎng)接口輸出到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)便可以對(duì)缺陷信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出內(nèi)部缺陷。

因此，如圖1～圖4所示，本發(fā)明首先公開(kāi)一種帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理電路，包括數(shù)據(jù)采集電路2和數(shù)據(jù)傳輸電路3。其中，數(shù)據(jù)采集電路2包括控制器22、傳感器接口電路21、電子開(kāi)關(guān)23、減法電路24、ad采樣模塊25、ad模塊數(shù)據(jù)接口26。數(shù)據(jù)傳輸電路3包括以太網(wǎng)接口芯片31、以太網(wǎng)變壓器32、網(wǎng)線(xiàn)接口33。傳感器接口電路21對(duì)應(yīng)的傳感器1設(shè)置 于磁化裝置的上表面。

如圖2所示，傳感器接口電路21、電子開(kāi)關(guān)23、減法電路24、ad采樣模塊25、ad模塊數(shù)據(jù)接口26依次連接，控制器22連接至電子開(kāi)關(guān)23和ad采樣模塊25。并行信號(hào)切換模塊(16×4路模擬輸入開(kāi)關(guān)和1×4路對(duì)地導(dǎo)通開(kāi)關(guān))在傳感器接口接收到電信號(hào)后，通過(guò)高速電子開(kāi)關(guān)23進(jìn)行信號(hào)通道高速切換，實(shí)現(xiàn)控制電信號(hào)的邏輯處理、對(duì)地信號(hào)的釋放和切換信號(hào)通道，得到多路復(fù)用電信號(hào)。信號(hào)多路采集模塊接收到多路復(fù)用電信號(hào)后，通過(guò)高采樣率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(即ad采樣模塊25，ad采樣芯片為ad80066+maxiiepm240)將多路復(fù)用電信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多路采集，得到被測(cè)目標(biāo)的多路信號(hào)采樣數(shù)據(jù)。其中，ad80066采樣位數(shù)為16位，采樣頻率為24mhz，采樣電壓為3v～1.5v。

如圖3所示，數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)fpga模塊((cycloneiiep2c8q208c8)控制驅(qū)動(dòng)ad采樣模塊25，數(shù)據(jù)通過(guò)ad模塊數(shù)據(jù)接口26從采集卡傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)傳輸模塊，在該模塊中形成數(shù)據(jù)包，最后數(shù)據(jù)包通過(guò)rj45以太網(wǎng)接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，根據(jù)待測(cè)帶鋼的寬度尺寸來(lái)決定采集及傳輸電路的數(shù)量。如每一個(gè)電路模塊負(fù)責(zé)m路傳感器信號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)共有n路傳感器構(gòu)成，則需要n個(gè)采集傳輸模塊：

若

若

這樣，n個(gè)采集傳輸模塊構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)的采集傳輸系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)傳感器所采到的所有信號(hào)的采集和傳輸。

如圖4所示，檢測(cè)探頭慢慢靠近待測(cè)帶鋼，直至到達(dá)檢測(cè)位置，停止運(yùn)動(dòng)。檢測(cè)輥帶動(dòng)待測(cè)帶鋼運(yùn)動(dòng)，磁化裝置將帶鋼磁化至飽和狀態(tài)。檢測(cè)過(guò)程中，帶鋼上若存在內(nèi)部缺陷，則探頭檢測(cè)到漏磁信號(hào)，然后采集電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行并行采集，傳輸電路通過(guò)以太網(wǎng)將信號(hào)送至高速計(jì)算機(jī)構(gòu)成的 數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)一步濾波剔除環(huán)境噪聲，最終獲得缺陷檢測(cè)信號(hào)。計(jì)算機(jī)對(duì)缺陷信號(hào)進(jìn)行分析后，若發(fā)現(xiàn)因?yàn)閭鞲衅黛`敏度降低而造成檢測(cè)信號(hào)失準(zhǔn)，則會(huì)反饋到靈敏度控制裝置對(duì)傳感器靈敏度進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)際檢測(cè)中，對(duì)于檢測(cè)速度較高，待測(cè)帶材寬度較大的情況下，一定要設(shè)計(jì)足夠多的采集傳輸模塊，并配合高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的正確采集和分析，從而達(dá)到全面檢測(cè)缺陷的目的。

此外，如圖5所示，針對(duì)上述裝置，本發(fā)明還公開(kāi)一種對(duì)應(yīng)的帶鋼內(nèi)部缺陷檢測(cè)信號(hào)處理方法，其主要包括以下幾個(gè)步驟：

s1：接收傳感器電信號(hào)；

s2：進(jìn)行信號(hào)通道高速切換，得到多路復(fù)用電信號(hào)；

s3：將多路復(fù)用電信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到被測(cè)目標(biāo)的多路信號(hào)采樣數(shù)據(jù)；

s4：將信號(hào)采樣數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)包并傳輸?shù)酵獠俊?/p>

上述各個(gè)步驟均包含在不同裝置的操作過(guò)程中，因此這里不再贅述。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)傳感器陣列所采集到的大量?jī)?nèi)部缺陷數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速實(shí)時(shí)采集。調(diào)節(jié)好磁化裝置的工作電流，使其滿(mǎn)足對(duì)帶鋼的磁化要求，保證待測(cè)帶鋼接近磁飽和狀態(tài)。待一切就緒后，啟動(dòng)檢測(cè)裝置。檢測(cè)探頭獲取到待測(cè)帶鋼磁信號(hào)，該信號(hào)被采集電路采集到，然后傳輸模塊將信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)先提取有效數(shù)據(jù)，拋棄無(wú)效背景干擾數(shù)據(jù)。然后，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步濾波和處理分析，即能夠進(jìn)一步過(guò)濾出最終缺陷信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)部微小缺陷漏磁信號(hào)的快速實(shí)時(shí)傳遞，可以實(shí)現(xiàn)在高速生產(chǎn)線(xiàn)上的在線(xiàn)檢測(cè)。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。