*CN103353507A*

(10)申請公布號(hào)(10)申請公布號(hào) CN 103353507 A(43)申請公布日 2013.10.16

(12)發(fā)明專利申請

(21)申請?zhí)?201310246160.X(22)申請日 2013.06.20

(71)申請人國家電網(wǎng)公司

地址100031 北京市西城區(qū)西長安街86號(hào)申請人遼寧省電力有限公司檢修分公司

北京航空航天大學(xué)(72)發(fā)明人王繼偉 楊樹權(quán) 范乃心 張利群

胡曉光 廖寂 葉曉明 李翔梁棋(74)專利代理機(jī)構(gòu)錦州遼西專利事務(wù)所 21225

代理人李輝(51)Int.Cl.

G01N 21/88(2006.01)

G01N 33/00(2006.01)G01N 29/14(2006.01)

()發(fā)明名稱

一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀及檢測方法(57)摘要

一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀及檢測方法，無需斷電的在線實(shí)時(shí)檢測，而且保障了結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高了檢測準(zhǔn)確率。具有依次連接的超聲波接收模塊、信號(hào)調(diào)理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，依次連接的紅外機(jī)芯、數(shù)字接收模塊，連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字接收模塊輸出端的信號(hào)處理模塊，與信號(hào)處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、SD存儲(chǔ)卡和鍵盤，接在信號(hào)處理模塊輸出端的故障報(bào)警單元、顯示單元，為超聲波接收模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元提供電源的電源模塊。利用超聲波接收模塊檢測絕緣子部位是否有超聲波信號(hào)的發(fā)出，再利用紅外成像技術(shù)，對(duì)絕緣子進(jìn)行成像處理，檢測絕緣子表面熱場變化是否存在異?，F(xiàn)象，從而判斷絕緣子是否發(fā)生故障及故障位置。

權(quán)利要求書1頁 說明書5頁 附圖4頁權(quán)利要求書1頁 說明書5頁 附圖4頁

CN 103353507 ACN 103353507 A

權(quán) 利 要 求 書

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1.一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：具有依次連接的超聲波接收模塊、信號(hào)調(diào)理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，依次連接的紅外機(jī)芯、數(shù)字接收模塊，連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字接收模塊輸出端的信號(hào)處理模塊，與信號(hào)處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、SD存儲(chǔ)卡和用來輸入設(shè)置參數(shù)的鍵盤，接在信號(hào)處理模塊輸出端的故障報(bào)警單元、顯示單元，為超聲波接收模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元提供電源的電源模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：超聲波接收模塊采用型號(hào)為DYA-40-12的超聲波傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由信號(hào)處理模塊用SPI總線進(jìn)行配置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：信號(hào)調(diào)理單元由前置放大電路、濾波電路和后置放大電路組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用FLASH存儲(chǔ)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特征在于：顯示單元為LCD顯示屏。

7.一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測方法，其特征在于：（1）、采用如權(quán)利要求1所述的絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀；（2）、選擇超聲波探傷，由超聲波接收模塊接收故障絕緣子所發(fā)出的超聲波信號(hào)，并將信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為相對(duì)的電壓值，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后進(jìn)行AD采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入信號(hào)處理模塊，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，由信號(hào)處理模塊調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，判斷所得的超聲波信號(hào)的大小是否超過閾值，再將結(jié)果由顯示單元顯示，如果超過閾值判斷有故障，由故障報(bào)警單元報(bào)警；

（3）、選擇紅外探傷，由紅外機(jī)芯感知外界紅外輻射情況，并以整列圖像的形式將目標(biāo)顯示出來，通過LVDS協(xié)議傳輸16bits數(shù)字圖像信息，數(shù)字接收模塊完成通信接口協(xié)議并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到信號(hào)處理模塊，由信號(hào)處理模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理及分析，將紅外圖像以及分析結(jié)果由顯示單元顯示出來并且存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡中，如果有故障則報(bào)警并由顯示單元顯示出紅外圖像并且標(biāo)示出故障位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測方法，其特征在于：信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析時(shí)，首先進(jìn)行圖像濾波、圖像分割，得到超聲波探傷故障區(qū)域的絕緣子紅外圖像，轉(zhuǎn)化為二值化圖像，分析圖像，判斷是否正常，如正常顯示正常紅外圖像，如果不正常標(biāo)示問題區(qū)域并由故障報(bào)警電路報(bào)警。

9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測方法，其特征在于：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用FLASH存儲(chǔ)器。

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說 明 書

一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀及檢測方法

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀及檢測方法，它是一種基于超聲波探傷和

紅外成像探傷的檢測裝置。該裝置能夠遠(yuǎn)距離，不斷電并且實(shí)時(shí)地檢測絕緣子是否發(fā)生故障，并對(duì)接受信號(hào)進(jìn)行分析以及判斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子實(shí)時(shí)的檢測和報(bào)警。其中包括圖像處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、總線與接口技術(shù)等。該裝置屬于參數(shù)測量與監(jiān)測類裝置技術(shù)領(lǐng)域。

[0001]

背景技術(shù)

[0002] 絕緣子是電網(wǎng)中尤其是輸電線路的主要絕緣部件，是保障電氣性能的關(guān)鍵部件。運(yùn)行中的絕緣子長期工作于強(qiáng)電場、機(jī)械應(yīng)力、污穢及溫濕度等共存的復(fù)雜環(huán)境中，出現(xiàn)故障的幾率很大。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，受機(jī)電聯(lián)合作用，絕緣子的絕緣性能和機(jī)械性能均會(huì)下降。近年來，因高壓支柱絕緣子損壞而造成的電力事故頻繁發(fā)生。瓷絕緣子的斷裂，造成設(shè)備損壞甚至人身傷害事故。使變電站供電線路部分或全部停電，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，為了提高絕緣子的可靠性，需要在絕緣子發(fā)生故障以前，對(duì)絕緣子進(jìn)行必要的檢查和維修，避免故障的發(fā)生。

[0003] 絕緣子在運(yùn)行過程中會(huì)一直暴露在空氣中，大氣中的懸浮顆粒沉積在絕緣子表面, 日積月累形成成絕緣水平下降，甚至發(fā)生閃絡(luò)，這被稱為污穢放電。在放電過程中，帶電質(zhì)點(diǎn)在電場作用下加速， 電弧產(chǎn)生高溫，空氣分子劇烈的熱運(yùn)動(dòng)，與放電通道相鄰的空氣產(chǎn)生了壓力，使之向外運(yùn)動(dòng)，而由于空氣的彈性阻力，使這部分空氣在平衡位置附近產(chǎn)生振動(dòng)，并通過相鄰空氣媒質(zhì)一直傳播下去, 形成聲波。由于放電的時(shí)間非常短，因此產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz至幾MHz。因此，檢測絕緣子部位是否有超聲波信號(hào)發(fā)出是絕緣子檢測中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。[0004] 目前，對(duì)于高壓電線連接塔上的絕緣子檢測方式主要是利用超聲波傳感器進(jìn)行接觸式探傷，如橫波探傷和縱波探傷。因此只能進(jìn)行斷電后離線檢測，缺少靈活、高效的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出了一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀及檢測方法，利用超聲

波探傷，檢測絕緣子部位是否有超聲波信號(hào)的發(fā)出，再利用紅外成像技術(shù)，對(duì)絕緣子進(jìn)行成像處理，檢測絕緣子表面熱場變化是否存在異?，F(xiàn)象，從而判斷絕緣子是否發(fā)生故障。這種方案克服了常規(guī)技術(shù)即接觸式檢測方法的弊端，做到了無需斷電的在線實(shí)時(shí)檢測，而且用兩種技術(shù)手段保障了結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高了檢測準(zhǔn)確率。[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，其特殊之處在于：具有依次連接的超聲波接收模塊、信號(hào)調(diào)理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，依次連接的紅外機(jī)芯、數(shù)字接收模塊，連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字接收模塊輸出端的信號(hào)處理模塊，與信號(hào)處

[0005]

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說 明 書

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理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、SD存儲(chǔ)卡和用來輸入設(shè)置參數(shù)的鍵盤，接在信號(hào)處理模塊輸出端的故障報(bào)警單元、顯示單元，為超聲波接收模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元提供電源的電源模塊。

[0007] 超聲波接收模塊采用型號(hào)為DYA-40-12的超聲波傳感器。[0008] 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由信號(hào)處理模塊用SPI總線進(jìn)行配置。[0009] 信號(hào)調(diào)理單元由前置放大電路、濾波電路和后置放大電路組成。[0010] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用FLASH存儲(chǔ)器。[0011] 顯示單元為LCD顯示屏。

[0012] 一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測方法，其特殊之處在于：

1、采用如上述絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀；2、超聲波探傷，由超聲波接收模塊接收故障絕緣子所發(fā)出的超聲波信號(hào)，并將信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為相對(duì)的電壓值，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后進(jìn)行AD采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入信號(hào)處理模塊，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，由信號(hào)處理模塊調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，判斷所得的超聲波信號(hào)的大小是否超過閾值，再將結(jié)果由顯示單元顯示，如果超過閾值判斷有故障，由故障報(bào)警單元報(bào)警；

3、紅外探傷，由紅外機(jī)芯感知外界紅外輻射情況，并以整列圖像的形式將目標(biāo)顯示出來，通過LVDS協(xié)議傳輸16bits數(shù)字圖像信息，數(shù)字接收模塊完成通信接口協(xié)議并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到信號(hào)處理模塊，由信號(hào)處理模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理及分析，將紅外圖像以及分析結(jié)果由顯示單元顯示出來并且存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡中，如果有故障則報(bào)警并由顯示單元顯示出紅外圖像并且標(biāo)示出故障位置。

[0013] 信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析時(shí)，首先進(jìn)行圖像濾波、圖像分割，得到超聲波探傷故障區(qū)域的絕緣子紅外圖像，轉(zhuǎn)化為二值化圖像，分析圖像，判斷是否正常，如正常顯示正常紅外圖像，如果不正常標(biāo)示問題區(qū)域并由故障報(bào)警電路報(bào)警。[0014] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用FLASH存儲(chǔ)器。[0015] 本發(fā)明采用DSP平臺(tái)，將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能集成于一體。對(duì)于超聲波探傷檢測，通過檢測到絕緣子部分是否發(fā)出超聲波信號(hào)可以知道絕緣子是否發(fā)生損壞，如果檢測到超聲波信號(hào)，絕緣子必定存在故障位置，若要確定出具體的故障位置，這就需要進(jìn)行紅外檢測。通過紅外檢測所獲得的圖像并且對(duì)其進(jìn)行一系列的處理和分析最終判斷出絕緣子的故障區(qū)域并且在顯示端予以顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子的檢測。其有益效果如下：

1、采用超聲波探傷和紅探傷兩種探傷模式，當(dāng)污穢絕緣子干燥時(shí)，絕緣子表面的泄漏電流很小，當(dāng)污層不斷濕潤時(shí)，泄漏電流不斷增大，電流流過污層產(chǎn)生焦耳熱，引起絕緣子表面溫升。泄漏電流越大，其電流熱效應(yīng)越明顯，溫度變化也越明顯。任何物體溫度高于絕對(duì)零度都會(huì)向外輻射紅外能量，不同溫度的物體向外輻射的紅外能量不同，紅外機(jī)芯能夠探測物體輻射的紅外能量，并將其轉(zhuǎn)換為紅外熱像圖。對(duì)于所得的紅外圖像進(jìn)行處理，分析并且判斷所測絕緣子是否存在溫度異常部分，從而檢測絕緣子是否正常。對(duì)于同一結(jié)果可以多次測量，驗(yàn)證結(jié)論，提高了對(duì)結(jié)果分析的準(zhǔn)確性。[0016] 2、可實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子在遠(yuǎn)距離，不斷電的情況下檢測，有極佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[0017] 3.裝置自動(dòng)化程度高，對(duì)目標(biāo)檢測后可以直接呈現(xiàn)絕緣子是否損壞，如果損壞，由

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說 明 書

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顯示單元顯示出紅外圖像并且標(biāo)示出損壞位置。附圖說明

圖1是本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)方框示意圖。

[0019] 圖2是信號(hào)調(diào)理單元的電路方框圖。 [0020] 圖3 是超聲波檢測流程示意圖。[0021] 圖4是紅外成像處理流程示意圖。

[0018]

具體實(shí)施方式[0022] 如圖1、圖2所示，一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀，具有依次連接的超聲波接收模塊、信號(hào)調(diào)理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，依次連接的紅外機(jī)芯、數(shù)字接收模塊，連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字接收模塊輸出端的信號(hào)處理模塊，接在紅外機(jī)芯和信號(hào)處理模塊之間的RS232串口，由信號(hào)處理模塊給紅外機(jī)芯控制信號(hào)，與信號(hào)處理模塊連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、SD存儲(chǔ)卡和用來輸入設(shè)置參數(shù)的鍵盤，接在信號(hào)處理模塊輸出端的故障報(bào)警單元、顯示單元，為超聲波接收模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元提供電源的電源模塊。模數(shù)轉(zhuǎn)換單元（ADC芯片）由信號(hào)處理模塊用SPI總線進(jìn)行配置，信號(hào)調(diào)理單元由前置放大電路、濾波電路和后置放大電路組成，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用FLASH存儲(chǔ)器，顯示單元為LCD顯示屏。數(shù)字接收模塊即數(shù)字接口電路由FPGA及其外圍電路構(gòu)成，紅外探傷時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能由SD存儲(chǔ)卡接入DSP完成。信號(hào)調(diào)理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字接收模塊和信號(hào)處理模塊安裝在一塊信息處理板上。[0023] 如圖3、圖4所示，一種絕緣子自動(dòng)探傷檢測方法，其特殊之處在于：

1、采用如上所述絕緣子自動(dòng)探傷檢測儀；2、超聲波探傷，由超聲波接收模塊接收故障絕緣子所發(fā)出的超聲波信號(hào)，并將信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為相對(duì)的電壓值，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后進(jìn)行AD采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入信號(hào)處理模塊，并將數(shù)據(jù)存入FLASH存儲(chǔ)器，由信號(hào)處理模塊調(diào)用FLASH存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，判斷所得的超聲波信號(hào)的大小是否超過閾值，再將結(jié)果由顯示單元顯示，如果超過閾值判斷有故障，由故障報(bào)警單元報(bào)警；

3、紅外探傷，由紅外機(jī)芯感知外界紅外輻射情況，并以整列圖像的形式將目標(biāo)顯示出來，通過LVDS協(xié)議傳輸16bits數(shù)字圖像信息，數(shù)字接收模塊利用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）完成通信接口協(xié)議并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到信號(hào)處理模塊，由信號(hào)處理模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理及分析，將紅外圖像以及分析結(jié)果由顯示單元顯示出來并且存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡中，如果有故障則報(bào)警，并由顯示單元顯示出紅外圖像并且標(biāo)示出故障位置。[0024] 信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析時(shí)，首先進(jìn)行圖像濾波、圖像分割，得到超聲波探傷故障區(qū)域的絕緣子紅外圖像，轉(zhuǎn)化為二值化圖像，分析圖像，判斷是否正常，如正常顯示正常紅外圖像，如果不正常標(biāo)示問題區(qū)域并由故障報(bào)警單元報(bào)警。[0025] 所述信號(hào)處理模塊（DSP）由TI公司的TM S320C6000芯片構(gòu)成。TMS320C6000是TMS320系列產(chǎn)品中的新一代高性能DSP芯片，C6000系列CPU中的8個(gè)功能單元可以并行操作,并且其中兩個(gè)功能單元為硬件乘法運(yùn)算單元,大大地提高了乘法速度。DSP 采用具有程序總線和數(shù)據(jù)總線的哈佛總線結(jié)構(gòu) ,僅片內(nèi)程序總線寬度就可達(dá)256位 ,即每

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說 明 書

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周期可并行執(zhí)行32位指令;片內(nèi)兩套數(shù)據(jù)總線的寬度分別為32位;此外,DSP還有一套32 位DMA專用總線用于傳輸。靈活的總線結(jié)構(gòu)使得數(shù)據(jù)瓶頸對(duì)系統(tǒng)性能的大大緩解。C6000的通用寄存器組能支持32位和40位定點(diǎn)數(shù)據(jù)操作。除了多功能單元外,流水技術(shù)是提高DSP程序執(zhí)行效率的另一主要手段。由于TMS320C6000的特殊結(jié)構(gòu),功能單元同時(shí)執(zhí)行的各種操作可由VLIW長指令分配模塊來同步執(zhí)行,使 并行指令同時(shí)通過流水線的每個(gè)節(jié)拍,極大地提高了機(jī)器的吞吐量。[0026] 數(shù)字接收模塊數(shù)字接口電路，使用品牌為xilinx的XC4VSX55型號(hào)fpga。它提供了比其它器件更多的DSP專用模塊?？商峁└叩男阅?、更低的功耗、以及功能更多的運(yùn)算單元。它能夠?qū)崿F(xiàn)乘法-累加單元，也可與其它類似模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)更大的設(shè)計(jì)架構(gòu)，如有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，而與此同時(shí)仍能保持工作在正常的速度。這種性能及可擴(kuò)展性使Virtex-4 FPGA能夠以前所未有的性能和集成度來實(shí)現(xiàn)DSP的關(guān)鍵功能，并無需占用通用的邏輯資源。

[0027] 所述超聲波接收單元，即超聲波傳感器，是由福州大禹電子科技有限公司所研發(fā)的型號(hào)為DYA-40-12的超聲波傳感器。量程為0.4～12m，盲區(qū)為盲區(qū)0.4m，頻率為40KHz±1.5KHz，工作電壓峰值電壓＜1500VPP，工作溫度-20～+80℃。其中的紅外單元的接收單元為FLIR公司生產(chǎn)的TAU 320型紅外機(jī)芯，配置19mm光學(xué)鏡頭。具有高精度、高熱靈敏度、低功耗、體積小、重量輕等特點(diǎn)。其具體指標(biāo)為：探測器類型：非制冷型焦平面陣列（FPA），324*256像素。光譜范：7.5-13.5um。視場范圍：24°*18°(19 mm鏡頭)。空間分辨率：1.25mrad。視頻輸出：30Hz(NTSC);25Hz(PAL)。熱靈敏度：<50mk。數(shù)字接口：LVDS、BT.656、COMS。控制接口：RS-232。電源要求：4-6V DC。尺寸大?。?4.5*44.5*30 mm。工作溫度：-40℃--80℃。

[0028] 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由AD公司生產(chǎn)的AD7491芯片、控制接口及信號(hào)調(diào)理電路組成，負(fù)責(zé)采集模擬量輸出的傳感器信號(hào)，信號(hào)調(diào)理電路將傳感器單元輸出的電壓信號(hào)增大，并進(jìn)行濾波?；贒SP平臺(tái)的控制及處理單元通過控制接口完成對(duì)AD7491芯片的配置工作。AD7491芯片為逐次逼近型8通道12位高精度、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，支持并行和串行接口， 轉(zhuǎn)換時(shí)間為1.6us。

[0029] 所述電源模塊將輸入的12v直流電壓轉(zhuǎn)換為5V、3.3V的直流電壓，分別為超聲波傳感器、控制及處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元提供電源。[0030] 整個(gè)裝置的工作過程是：當(dāng)打開LCD管理頁面，可選擇超聲波探傷或是紅外探傷。若選擇超聲探傷，基于DSP平臺(tái)的控制及處理單元控制模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別采集超聲波傳感器電壓信息，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷所得的超聲波信號(hào)的大小是否超過閾值，再將結(jié)果顯示在LCD屏幕上。若選擇紅外探傷，基于DSP平臺(tái)的控制及處理單元控制圖像信號(hào)經(jīng)過fpga輸入到DSP中進(jìn)行分析，經(jīng)過算法的分析及處理再將結(jié)果呈現(xiàn)到LCD屏幕上并且存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡中。[0031] (2) 軟件結(jié)構(gòu)：

本檢測儀軟件是DSP芯片的控制及處理程序，負(fù)責(zé)控制硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。軟件在CCS3.3以及xilinx編譯環(huán)境下編寫，整個(gè)程序架構(gòu)主要由以下模塊組成：時(shí)鐘管理模塊、變量管理模塊、延時(shí)模塊、ADC驅(qū)動(dòng)模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊、定時(shí)器管理模塊、定時(shí)中斷模塊、FLASH存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、DSP算法模塊以及主程序模

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塊。各模塊間的關(guān)系如下：根據(jù)主程序模塊來判定是啟動(dòng)超聲波探傷模塊亦或是紅外探傷模塊。當(dāng)啟動(dòng)超聲波探傷模塊后，啟動(dòng)ADC驅(qū)動(dòng)模塊以及定時(shí)器管理模塊、定時(shí)中斷模塊，開始對(duì)超聲波傳感器的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將數(shù)據(jù)存入FLASH存儲(chǔ)器中。當(dāng)開關(guān)完成一次采集過程后，主程序模塊中的閾值單元被觸發(fā)，并將FLASH存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)調(diào)入DSP算法模塊進(jìn)行處理，處理完成后將結(jié)果輸送到LCD顯示屏顯示。各模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖3所示。當(dāng)啟動(dòng)紅外探傷模塊后，啟動(dòng)FPGA傳輸模塊以及定時(shí)器管理模塊、定時(shí)中斷模塊等，將數(shù)據(jù)調(diào)入DSP算法模塊中進(jìn)行處理，將處理好的結(jié)果存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡中并且在LCD顯示屏顯示。

[0032] 所述時(shí)鐘管理模塊負(fù)責(zé)完成程序時(shí)鐘的分頻、倍頻工作。為整個(gè)芯片提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。

[0033] 所述ADC驅(qū)動(dòng)模塊完成對(duì)ADC芯片的配置，控制其轉(zhuǎn)換速率，轉(zhuǎn)換精度，數(shù)據(jù)傳輸方式等。并通過數(shù)據(jù)總線讀取芯片輸出數(shù)據(jù)，送入數(shù)據(jù)緩存模塊中。[0034] 所述定時(shí)器管理模塊、定時(shí)中斷模塊完成對(duì)DSP內(nèi)定時(shí)器的初始化，配置定時(shí)長度，執(zhí)行中斷程序。

[0035] 所述DSP算法模塊是裝置的軟件核心。對(duì)于超聲波探傷模塊，該模塊的算法是判斷采集的信號(hào)是否超過閾值，超過閾值即報(bào)警。對(duì)于紅外探傷模塊，將輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行一系列的分析和處理，判斷圖像中的絕緣子是否存在過熱的位置。其算法流程如圖4所示。將所獲得的圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括濾波、分割以及二值化處理，再對(duì)處理后的目標(biāo)區(qū)域圖像進(jìn)行分析，判斷所得的灰度圖是否存在灰度異常的部分。

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