CN202562863U - 一种输油管道焊缝探伤智能检测*** - Google Patents
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Abstract
一种输油管道焊缝探伤智能检测***。主要解决现有的焊接领域中对X光片取样后的信息采用人工判断检测，精度差和效率低的问题。其特征在于：所述焊缝探伤图像采集模块内包含X射线发射器和图像接收器以实现将X射线焊缝探伤采集成数字探伤图像；由所述焊缝探伤图像采集模块输出的探伤图像信号通过USB接口转换成数字信号后输入到所述边缘提取与检测DSP芯片内以实现DSP处理；所述DSP芯片与ARM微控制器相连，所述ARM微控制器分别通过USB接口与存储设备相连，通过有线和无线网络接口与网络设备相连接。所述检测***能够提高X射线焊缝探伤检测效率，促使评片结果趋于规范和一致。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于焊接领域中的智能检测***。
背景技术
焊接技术广泛应用于国防和工业建设中的各个领域。X射线实时成像检测以其无胶片、检测效率高、实时性好等优良特性而成为一种重要的工业无损检测技术，其检测结果已作为焊缝缺陷分析和质量评定的重要判定依据。在石油运输领域得到了广泛的应用和发展。通常的X射线焊缝底片的检测和评定的工作流程是首先有X射线发射器将X射线穿透焊缝后，由置于焊缝后的图像接收器，再通过摄像机提取，图像采集卡处理后，由有经验的专业评片人员在观片灯下进行，其评片的过程受检测人员综合技能、有关工艺知识、实践经验、理解和掌握专业标准化能力的制约，检测结果直接受检测者主观因素的影响，且劳动强度大。因此为提高X射线焊缝探伤检测效率，促使评片结果趋于规范和一致，则迫切需要研制适合输油管道焊缝需要的计算机智能检测***，以实现缺陷检测与焊缝质量评定的自动化。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种输油管道焊缝探伤智能检测***，该种***具有体积小、功耗低、处理速度快、易于集成的优点，能够提高X射线焊缝探伤检测效率，促使评片结果趋于规范和一致。
本实用新型的技术方案是：该种输油管道焊缝探伤智能检测***，包括焊缝探伤图像采集模块、通信模块、边缘提取与检测DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于：所述焊缝探伤图像采集模块内包含X射线发射器和图像接收器以实现将X射线焊缝探伤采集成数字探伤图像；由所述焊缝探伤图像采集模块输出的探伤图像信号通过USB接口转换成数字信号后输入到所述边缘提取与检测DSP芯片内以实现DSP处理；所述DSP芯片与ARM微控制器相连，所述ARM微控制器分别通过USB接口与存储设备相连，通过有线和无线网络接口与网络设备相连接。
本实用新型具有如下有益效果：该种***利用DSP芯片对传输来的数字信号先进行小波变换，再进行探伤图像边缘后，二值化处理，然后进行缺陷检测，然后依照检测标准判断缺陷的级别，这样能够提高X射线焊缝探伤检测效率，促使评片结果趋于规范和一致。此外，该***具有体积小、功耗低、处理速度快、易于集成的优点；采用小波变换技术进行特征提取可有效地检测出X射线图像中的缺陷边缘特征，结合人工智能的缺陷识别技术，能提高输油管道焊缝缺陷自动识别的效率。
附图说明：
图1是本实用新型的构成示意图。
图2是本实用新型所述***主控单元的主要管脚的接线图。
图3是本实用新型所述***的工作过程框图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1所示，该种输油管道焊缝探伤智能检测***，包括焊缝探伤图像采集模块、通信模块、边缘提取与检测DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于：所述焊缝探伤图像采集模块内包含X射线发射器和图像接收器以实现将X射线焊缝探伤采集成数字探伤图像；由所述焊缝探伤图像采集模块输出的探伤图像信号通过USB接口转换成数字信号后输入到所述边缘提取与检测DSP芯片内以实现DSP处理；所述DSP芯片与ARM微控制器相连，所述ARM微控制器分别通过USB接口与存储设备相连，通过有线和无线网络接口与网络设备相连接。
具体实现时，如图1结合图2所示，采用的硬件逻辑结构包括焊缝探伤图像采集模块、边缘提取与检测DSP芯片、ARM微控制器、通信模块。其中焊缝探伤图像采集模块包括X射线发射器和图像接收器、摄像机等，边缘提取与检测DSP芯片采用的是TI公司的TMS320C6713数字信号处理器，在此平台上开发图像小波变换、边缘提取与检测算法等图像处理程序，检测结果可以通过HPI口传输到主机ARM端， ARM可通过USB接口把数据存储到USB存储设备上或通过网络接口将数据传输到远程计算机中。ARM微控制器是整个装置的主控制器，芯片采用ATMEL公司的ARM9微控制器AT91RM9200，AT91RM9200是一款基于ARM920T内核的高性价比、低功耗、体积小的32位ARM芯片，支持SDRAM、静态存储器、Burst Flash以及NAND Flash，还集成了USB控制器、以太网控制器、RTC、SPI等丰富的***设备。其中电源管理，SDRAM，FLAH以及AT91RM9200配合引导程序和嵌入式操作***组成一个最小的嵌入式计算机***。存储器包括FLASH和SDRAM，通信模块包括计算机有线网络接口RJ45与无线网络接口。通过网络接口，该装置还可将压缩的码流通过ARM扩展的有线与无线两种方式把数据传输到PC终端或者手机终端，用户可以将传输过来的检测数据进行实时浏览、分析、存储。
本***的具体工作过程如图3所示，输油管道筒体由带滚轮架的台车沿轨道送至检测区，摄像机位置固定，X射线穿透焊缝后，由置于焊缝后的图像增强器接收。再通过摄像机提取，图像采集卡处理后，送至DSP芯片进行处理，在DSP芯片中将焊缝区域提取出来后，再进行缺陷检测，经二值化处理后，焊缝区域被提取出来，将提高检测算法的速度和效率。在经过处理的焊缝图像中，可以清楚看到焊缝的边缘和焊缝区域中的圆形区域，这正是焊缝缺陷的图像表现，然后依照检测标准采用人工智能方法可以实现自动判断缺陷的级别。DSP通过HPI口与主机ARM进行连接。HPI（Host Port Interface主机接口）是TI公司为了满足DSP与其他微处理器接口通信而专门设计的16/32位宽度并行接口。主机处理器可以通过它直接访问DSP的整个内存空间。HPI接口就功能来分，可以分为数据接口和控制接口两大类。数据接口用于与外部主机交换数据，HD[15-0]为HPI数据接口；控制接口负责寄存器的设置和信号的控制，HPI接口向主机提供三个寄存器：地址寄存器（HPIA），控制寄存器（HPIC）和数据寄存器（HPID），通过HCNTL[1-0]可以选择相应的寄存器。HHWIL的功能是区分当前在HPI总线上的数据是前一个半字还是后一个半字。HR/W为HPI的读写控制信号，高电平时为读操作，低电平时为写操作。HDS1和HDS2为HPI数据有效信号。HCS为HPI接口的片选信号。HRDY为HPI的输出信号，低电平表示HPI准备就绪。HINT是一个输出信号，HPI可以通过该引脚中断主机。根据HPI接口原理， AT91RM9200与TMS320C6713硬件连接方案如图2所示：将ARM的数据线D0：15与DSP的数据地址线HD0：15相连；用ARM的地址信号线A4、A3、A2和A1分别连接DSP的HR/W、HCNTL1、HCNTL0和HHWIL控制信号线；用ARM外部总线接口控制信号线NCS2、NWR0、NRD和NWAIT分别连接DSP的控制信号线HCS、HDS2、HDS1和HRDY，其中HRDY需取反后连接NWAIT；DSP的HINT信号线连接到ARM的中断脚IRQ0。DSP的HAS信号线在设计中直接用10k电阻上拉至高电平。每当DSP压缩好一帧图像后，将图像的NAL单位的包长地址存入HPID存储器，然后呼叫主机终端。主机接收到中断后使用联系地址访问方式读取HPID寄存器，直到读出相应长度的数据为止，至此便完成了一次传输，等待下一次主机中断。主机还可以实现有线与无线两种方式对编码后的数据进行传输，有线方式通过AT91RM9200内置的10/100Mbps以太网MAC，外加PHY等器件，通过RJ45接口实现网络连接；无线接入采用无线通信模块，GPRS或3G模块来实现网络的连接。无线通信模块通过支持硬件流控的UART接口与AT91RM9200之间进行通信，通过UART接受AT91RM9200的AT指令集启动无线通信与数据传输。
综上所述，本发明具有体积小、功耗低、处理速度快、易于集成的优点；采用小波变换技术进行特征提取可有效地检测出X射线图像中的缺陷边缘特征，结合人工智能的缺陷识别技术，能提高输油管道焊缝缺陷自动识别的效率。
Claims (1)
1.一种输油管道焊缝探伤智能检测***，包括焊缝探伤图像采集模块、通信模块、边缘提取与检测DSP芯片和ARM微控制器，其特征在于：所述焊缝探伤图像采集模块内包含X射线发射器和图像接收器以实现将X射线焊缝探伤采集成数字探伤图像；由所述焊缝探伤图像采集模块输出的探伤图像信号通过USB接口转换成数字信号后输入到所述边缘提取与检测DSP芯片内以实现DSP处理；所述DSP芯片与ARM微控制器相连，所述ARM微控制器分别通过USB接口与存储设备相连，通过有线和无线网络接口与网络设备相连接。
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