專利名稱：一種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應用于焊接領(lǐng)域中的智能檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)廣泛應用于國防和工業(yè)建設中的各個領(lǐng)域。X射線實時成像檢測以其無膠片、檢測效率高、實時性好等優(yōu)良特性而成為一種重要的工業(yè)無損檢測技術(shù)，其檢測結(jié)果已作為焊縫缺陷分析和質(zhì)量評定的重要判定依據(jù)。在石油運輸領(lǐng)域得到了廣泛的應用和發(fā)展。通常的X射線焊縫底片的檢測和評定的工作流程是首先有X射線發(fā)射器將X射線穿透焊縫后，由置于焊縫后的圖像接收器，再通過攝像機提取，圖像采集卡處理后，由有經(jīng)驗的專業(yè)評片人員在觀片燈下進行，其評片的過程受檢測人員綜合技能、有關(guān)工藝知識、實踐經(jīng)驗、理解和掌握專業(yè)標準化能力的制約，檢測結(jié)果直接受檢測者主觀因素的影響，且勞動強度大。因此為提高X射線焊縫探傷檢測效率，促使評片結(jié)果趨于規(guī)范和一致，則迫切需要研 制適合輸油管道焊縫需要的計算機智能檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)缺陷檢測與焊縫質(zhì)量評定的自動化。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實用新型提供一種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)，該種系統(tǒng)具有體積小、功耗低、處理速度快、易于集成的優(yōu)點，能夠提高X射線焊縫探傷檢測效率，促使評片結(jié)果趨于規(guī)范和一致。本實用新型的技術(shù)方案是該種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)，包括焊縫探傷圖像采集模塊、通信模塊、邊緣提取與檢測DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于所述焊縫探傷圖像采集模塊內(nèi)包含X射線發(fā)射器和圖像接收器以實現(xiàn)將X射線焊縫探傷采集成數(shù)字探傷圖像；由所述焊縫探傷圖像采集模塊輸出的探傷圖像信號通過USB接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述邊緣提取與檢測DSP芯片內(nèi)以實現(xiàn)DSP處理；所述DSP芯片與ARM微控制器相連，所述ARM微控制器分別通過USB接口與存儲設備相連，通過有線和無線網(wǎng)絡接口與網(wǎng)絡設備相連接。本實用新型具有如下有益效果該種系統(tǒng)利用DSP芯片對傳輸來的數(shù)字信號先進行小波變換，再進行探傷圖像邊緣后，二值化處理，然后進行缺陷檢測，然后依照檢測標準判斷缺陷的級別，這樣能夠提高X射線焊縫探傷檢測效率，促使評片結(jié)果趨于規(guī)范和一致。此外，該系統(tǒng)具有體積小、功耗低、處理速度快、易于集成的優(yōu)點；采用小波變換技術(shù)進行特征提取可有效地檢測出X射線圖像中的缺陷邊緣特征，結(jié)合人工智能的缺陷識別技術(shù)，能提高輸油管道焊縫缺陷自動識別的效率。


圖I是本實用新型的構(gòu)成示意圖。圖2是本實用新型所述系統(tǒng)主控單元的主要管腳的接線圖。圖3是本實用新型所述系統(tǒng)的工作過程框圖。[0010]具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明由圖I所示，該種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)，包括焊縫探傷圖像采集模塊、通信模塊、邊緣提取與檢測DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于所述焊縫探傷圖像采集模塊內(nèi)包含X射線發(fā)射器和圖像接收器以實現(xiàn)將X射線焊縫探傷采集成數(shù)字探傷圖像；由所述焊縫探傷圖像采集模塊輸出的探傷圖像信號通過USB接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述邊緣提取與檢測DSP芯片內(nèi)以實現(xiàn)DSP處理；所述DSP芯片與ARM微控制器相連，所述ARM微控制器分別通過USB接口與存儲設備相連，通過有線和無線網(wǎng)絡接口與網(wǎng)絡設備相連接。具體實現(xiàn)時，如圖I結(jié)合圖2所示，采用的硬件邏輯結(jié)構(gòu)包括焊縫探傷圖像采集 模塊、邊緣提取與檢測DSP芯片、ARM微控制器、通信模塊。其中焊縫探傷圖像采集模塊包括X射線發(fā)射器和圖像接收器、攝像機等，邊緣提取與檢測DSP芯片采用的是TI公司的TMS320C6713數(shù)字信號處理器，在此平臺上開發(fā)圖像小波變換、邊緣提取與檢測算法等圖像處理程序，檢測結(jié)果可以通過HPI 口傳輸?shù)街鳈CARM端，ARM可通過USB接口把數(shù)據(jù)存儲到USB存儲設備上或通過網(wǎng)絡接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程計算機中。ARM微控制器是整個裝置的主控制器，芯片采用ATMEL公司的ARM9微控制器AT91RM9200，AT91RM9200是一款基于ARM920T內(nèi)核的高性價比、低功耗、體積小的32位ARM芯片，支持SDRAM、靜態(tài)存儲器、BurstFlash以及NAND Flash，還集成了 USB控制器、以太網(wǎng)控制器、RTC、SPI等豐富的外圍設備。其中電源管理，SDRAM, FLAH以及AT91RM9200配合引導程序和嵌入式操作系統(tǒng)組成一個最小的嵌入式計算機系統(tǒng)。存儲器包括FLASH和SDRAM，通信模塊包括計算機有線網(wǎng)絡接口RJ45與無線網(wǎng)絡接口。通過網(wǎng)絡接口，該裝置還可將壓縮的碼流通過ARM擴展的有線與無線兩種方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C終端或者手機終端，用戶可以將傳輸過來的檢測數(shù)據(jù)進行實時瀏覽、分析、存儲。本系統(tǒng)的具體工作過程如圖3所示，輸油管道筒體由帶滾輪架的臺車沿軌道送至檢測區(qū)，攝像機位置固定，X射線穿透焊縫后，由置于焊縫后的圖像增強器接收。再通過攝像機提取，圖像采集卡處理后，送至DSP芯片進行處理，在DSP芯片中將焊縫區(qū)域提取出來后，再進行缺陷檢測，經(jīng)二值化處理后，焊縫區(qū)域被提取出來，將提高檢測算法的速度和效率。在經(jīng)過處理的焊縫圖像中，可以清楚看到焊縫的邊緣和焊縫區(qū)域中的圓形區(qū)域，這正是焊縫缺陷的圖像表現(xiàn)，然后依照檢測標準采用人工智能方法可以實現(xiàn)自動判斷缺陷的級另U。DSP通過HPI 口與主機ARM進行連接。HPI (Host Port Interface主機接口)是TI公司為了滿足DSP與其他微處理器接口通信而專門設計的16/32位寬度并行接口。主機處理器可以通過它直接訪問DSP的整個內(nèi)存空間。HPI接口就功能來分，可以分為數(shù)據(jù)接口和控制接口兩大類。數(shù)據(jù)接口用于與外部主機交換數(shù)據(jù)，HD[15-0]為HPI數(shù)據(jù)接口 ；控制接口負責寄存器的設置和信號的控制，HPI接口向主機提供三個寄存器地址寄存器(HPIA)，控制寄存器(HPIC)和數(shù)據(jù)寄存器(HPID)，通過HCNTL[1-0]可以選擇相應的寄存器。HHWIL的功能是區(qū)分當前在HPI總線上的數(shù)據(jù)是前一個半字還是后一個半字。HR/W為HPI的讀寫控制信號，高電平時為讀操作，低電平時為寫操作。HDSl和HDS2為HPI數(shù)據(jù)有效信號。HCS為HPI接口的片選信號。HRDY為HPI的輸出信號，低電平表示HPI準備就緒。HINT是一個輸出信號，HPI可以通過該引腳中斷主機。根據(jù)HPI接口原理，AT91RM9200與TMS320C6713硬件連接方案如圖2所示^fARM的數(shù)據(jù)線DO : 15與DSP的數(shù)據(jù)地址線HDO 15相連；用ARM的地址信號線A4、A3、A2和Al分別連接DSP的HR/W、HCNTLl、HCNTLO和HHWIL控制信號線；用ARM外部總線接口控制信號線NCS2、NWR0、NRD和NWAIT分別連接DSP的控制信號線HCS、HDS2、HDS1和HRDY，其中HRDY需取反后連接NWAIT ；DSP的HINT信號線連接到ARM的中斷腳IRQO。DSP的HAS信號線在設計中直接用IOk電阻上拉至高電平。每當DSP壓縮好一幀圖像后，將圖像的NAL單位的包長地址存入HPID存儲器，然后呼叫主機終端。主機接收到中斷后使用聯(lián)系地址訪問方式讀取HPID寄存器，直到讀出相應長度的數(shù)據(jù)為止，至此便完成了一次傳輸，等待下一次主機中斷。主機還可以實現(xiàn)有線與無線兩種方式對編碼后的數(shù)據(jù)進行傳輸，有線方式通過AT91RM9200內(nèi)置的10/100Mbps以太網(wǎng)MAC，外加PHY等器件，通過RJ45接口實現(xiàn)網(wǎng)絡連接；無線接入采用無線通信模塊，GPRS或3G模塊來實現(xiàn)網(wǎng)絡的連接。無線通信模塊通過支持硬件流控的UART接口與AT91RM9200之間進行通信，通過UART接受AT91RM9200的AT指令集啟動無線通信與數(shù)據(jù)傳輸。綜上所述，本發(fā)明具有體積小、功耗低、處理速度快、易于集成的優(yōu)點；采用小波變 換技術(shù)進行特征提取可有效地檢測出X射線圖像中的缺陷邊緣特征，結(jié)合人工智能的缺陷識別技術(shù)，能提高輸油管道焊縫缺陷自動識別的效率。
權(quán)利要求1. 一種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)，包括焊縫探傷圖像采集模塊、通信模塊、邊緣提取與檢測DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于所述焊縫探傷圖像采集模塊內(nèi)包含X射線發(fā)射器和圖像接收器以實現(xiàn)將X射線焊縫探傷采集成數(shù)字探傷圖像；由所述焊縫探傷圖像采集模塊輸出的探傷圖像信號通過USB接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述邊緣提取與檢測DSP芯片內(nèi)以實現(xiàn)DSP處理；所述DSP芯片與ARM微控制器相連，所述ARM微控制器分別通過USB接口與存儲設備相連，通過有線和無線網(wǎng)絡接口與網(wǎng)絡設備相連接。
專利摘要一種輸油管道焊縫探傷智能檢測系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有的焊接領(lǐng)域中對X光片取樣后的信息采用人工判斷檢測，精度差和效率低的問題。其特征在于所述焊縫探傷圖像采集模塊內(nèi)包含X射線發(fā)射器和圖像接收器以實現(xiàn)將X射線焊縫探傷采集成數(shù)字探傷圖像；由所述焊縫探傷圖像采集模塊輸出的探傷圖像信號通過USB接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到所述邊緣提取與檢測DSP芯片內(nèi)以實現(xiàn)DSP處理；所述DSP芯片與ARM微控制器相連，所述ARM微控制器分別通過USB接口與存儲設備相連，通過有線和無線網(wǎng)絡接口與網(wǎng)絡設備相連接。所述檢測系統(tǒng)能夠提高X射線焊縫探傷檢測效率，促使評片結(jié)果趨于規(guī)范和一致。
文檔編號G01N23/04GK202562863SQ20122022282
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張巖, 聶永丹, 唐國維, 胡慶, 趙建民, 李井輝 申請人:東北石油大學