一種x射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括X射線傳感器信號(hào)采集模塊，X射線傳感器信號(hào)采集模塊依次通過(guò)信號(hào)濾波、信號(hào)放大、AD轉(zhuǎn)換器與CPLD模塊連接，CPLD模塊與SOC模塊交互連接；SOC模塊分別與數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊、被檢測(cè)物體的傳輸機(jī)構(gòu)、圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)、剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)連接；SOC模塊還與人機(jī)交互的PC機(jī)連接。本發(fā)明裝置，能與多種外設(shè)進(jìn)行可靠通信，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可靠采集，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，高分辨率圖像的實(shí)時(shí)處理，以及處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)質(zhì)量控制領(lǐng)域，社會(huì)和市場(chǎng)價(jià)值巨大。
【專利說(shuō)明】一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)質(zhì)量控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題日益增多，不僅嚴(yán)重影響了用戶的利益，也嚴(yán)重影響了商家的信譽(yù)。隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化，世界各國(guó)間的貿(mào)易往來(lái)日益增加，某一地區(qū)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題可能波及全球，因此，必須重視并采取相應(yīng)的技術(shù)措施來(lái)提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，況且，對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)這一環(huán)節(jié)是必不可少的。但是許多企業(yè)的關(guān)鍵檢測(cè)儀器和設(shè)備檢測(cè)技術(shù)落后，性能已無(wú)法滿足現(xiàn)代產(chǎn)品的檢測(cè)要求。
[0003]大部分產(chǎn)品本身不透光，其內(nèi)部缺陷難以判斷，而絕大多數(shù)加工后的產(chǎn)品為了保持品質(zhì)都進(jìn)行了包裝，包裝材料也各不相同，因此對(duì)檢測(cè)手段的要求較高，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)就更加困難。
[0004]X射線缺陷檢測(cè)是近年來(lái)一項(xiàng)新興的產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)，X射線具有穿透性，可以利用這一特點(diǎn)，它可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確的缺陷檢查，尤其是對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部缺陷的檢查，而不破壞和影響被檢物體的本身，集合光電探測(cè)技術(shù)，融合計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)視覺(jué)和模式識(shí)別將產(chǎn)品圖像的信息進(jìn)行區(qū)分、提取、判別，在不破壞和影響被檢物體性能和狀態(tài)的前提下，檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，最終識(shí)別出產(chǎn)品中的缺陷，再將不合格的產(chǎn)品剔除掉。
[0005]X射線缺陷檢測(cè)的工作原理是:X射線發(fā)射源發(fā)射的X射線經(jīng)產(chǎn)品后投射到探測(cè)器上，由于缺陷的存在，其對(duì)X射線吸收率與合格產(chǎn)品對(duì)X射線吸收率的不同，使得投射到X射線探測(cè)器上的能量由于缺陷的存在而不同，從而根據(jù)能量大小構(gòu)成相應(yīng)的輻射圖像，再經(jīng)過(guò)圖像處理技術(shù)使之變成數(shù)字信息，以便下一步工作的進(jìn)行。
[0006]現(xiàn)有的X射線缺陷檢測(cè)技術(shù)中，一般是EMIF與FPGA相連，從而使FPGA平臺(tái)充當(dāng)一個(gè)協(xié)同處理器、高速數(shù)據(jù)處理器或高速數(shù)據(jù)傳輸接口，其運(yùn)行速度和處理圖像的能力受到了限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)高速SOC模塊及CPLD模塊的整合，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加的快捷靈活，可以改變運(yùn)行的參數(shù)和檢測(cè)的材料，對(duì)不同產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括X射線傳感器信號(hào)采集模塊，X射線傳感器信號(hào)采集模塊依次通過(guò)信號(hào)濾波、信號(hào)放大、AD轉(zhuǎn)換器與CPLD模塊連接，CPLD模塊與SOC模塊交互連接；S0C模塊分別與數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊、被檢測(cè)物體的傳輸機(jī)構(gòu)、圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)、剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)連接；S0C模塊還與人機(jī)交互的PC機(jī)連接。
[0009]本發(fā)明的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征還在于，
[0010]SOC模塊中集成配置有ARM+DSP+3D圖像加速引擎，SOC模塊與CPLD模塊之間的連接是采用EMIF接口。
[0011]PC機(jī)與SOC模塊之間通過(guò)USB3.0連接。
[0012]本發(fā)明是有益效果是:實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的可靠采集，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，高分辨率圖像的實(shí)時(shí)處理，處理結(jié)果及時(shí)通過(guò)ARM單元反饋到PC系統(tǒng)以及通過(guò)剔除指令讓剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10將含有缺陷的產(chǎn)品剔除出等功能，具體包括:
[0013]I)本發(fā)明中將高速的SOC模塊及CPLD模塊通過(guò)EMIF連接，整合了高速的SOC模塊及CPLD模塊，從而使EMIF充當(dāng)一個(gè)協(xié)同處理器、高速數(shù)據(jù)處理器或高速數(shù)據(jù)傳輸接口，充分保證了實(shí)時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠采集，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，高分辨率圖像的實(shí)時(shí)處理。
[0014]2)本發(fā)明中PC機(jī)與SOC模塊信息交互通過(guò)USB3.0來(lái)完成，USB3.0的速率最高能達(dá)到5GBps，提高交互信息傳送的可靠性及實(shí)時(shí)性。
[0015]3)本發(fā)明采用快速的DDR2/DDR3作為數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)器系統(tǒng)，節(jié)省了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的時(shí)間，增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力，為獲取高分辨率圖像提供了可靠的保障。
[0016]4)本發(fā)明通過(guò)信號(hào)濾波與放大以及高精度的AD轉(zhuǎn)換獲得高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)。
[0017]5)本發(fā)明中設(shè)置有PC機(jī)即人機(jī)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)的信號(hào)收集與反饋，并根據(jù)這些結(jié)果，對(duì)有被檢異常物體進(jìn)行剔除。
[0018]6)當(dāng)圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)9檢測(cè)到缺陷物體時(shí)，通過(guò)SOC模塊的ARM和DSP單元信息整合后，SOC模塊中的ARM發(fā)送剔除指令讓剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)1將含有缺陷的產(chǎn)品剔除出去。
[0019]7)本發(fā)明廣泛應(yīng)用于工業(yè)質(zhì)量控制領(lǐng)域，社會(huì)和市場(chǎng)價(jià)值巨大。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)連接示意圖。
[0021]圖中，1.X射線傳感器信號(hào)采集，2.信號(hào)濾波，3.信號(hào)放大，4.AD轉(zhuǎn)換器，5.CPLD模塊，6.SOC模塊，7.數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊，8.傳輸機(jī)構(gòu)，9.圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)，10.剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)，11.PC機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括X射線傳感器信號(hào)采集模塊1，X射線傳感器信號(hào)采集模塊I依次通過(guò)信號(hào)濾波2 (模塊)、信號(hào)放大3 (模塊)、AD轉(zhuǎn)換器4與CPLD模塊5 (或稱為CPLD時(shí)序控制模塊)連接，CPLD模塊5與SOC模塊6 (即中央控制單元及數(shù)字信號(hào)處理單元)交互連接；S0C模塊6分別與數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊7、被檢測(cè)物體的傳輸機(jī)構(gòu)8、圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)9、檢測(cè)到缺陷后的剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10連接；S0C模塊6還與人機(jī)交互的PC機(jī)11連接。PC機(jī)11與SOC模塊6之間通過(guò)USB3.0連接。
[0024]本發(fā)明X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)的工作原理是，
[0025]通過(guò)X射線傳感器信號(hào)采集I來(lái)采集已經(jīng)經(jīng)過(guò)X射線透射的被檢物體信號(hào)(陣列圖像信號(hào))；再經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波2剔除所采集的信號(hào)的噪聲；經(jīng)過(guò)信號(hào)放大3獲得更好質(zhì)量的信號(hào)，便于后續(xù)的處理；經(jīng)過(guò)Hbits的高精度的AD轉(zhuǎn)換器4獲得高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)；
[0026]在SOC模塊6中集成配置有ARM+DSP+3D圖像加速引擎，SOC具有豐富的外圍接口，能與各種各樣的外接設(shè)備進(jìn)行可靠通信，其中，SOC模塊6與CPLD模塊5之間的連接是采用EMIF接口。其中的ARM內(nèi)核采用Cortex?-A8RISC，其主頻最高可以達(dá)到1.2Ghz ;其中的DSP選用TI公司的定浮點(diǎn)超長(zhǎng)指令字VLIW DSP:C674x，其主頻最高能達(dá)到IGhz ;該SOC模塊6中還配置有專為圖像加速處理的3D圖像加速引擎。因此，該SOC模塊6能保證數(shù)字圖像信號(hào)的采集、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)處理、數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)檢測(cè)識(shí)別、以及與CPLD模塊5及外圍存儲(chǔ)設(shè)備、動(dòng)作機(jī)構(gòu)實(shí)施協(xié)調(diào)工作。
[0027]通過(guò)整合了高速的SOC及CPLD，更重要的是SOC中含有先進(jìn)的ARM控制單元及高速的圖像處理DSP單元，充分保證了實(shí)時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠采集，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，高分辨率圖像的實(shí)時(shí)處理，以及處理結(jié)果及時(shí)通過(guò)ARM單元反饋到PC機(jī)11。
[0028]本發(fā)明中PC機(jī)11與SOC模塊6信息交互通過(guò)USB3.0完成，USB3.0的速率最高能達(dá)到5GBps，保證了被處理的數(shù)據(jù)結(jié)果能實(shí)時(shí)的傳送到PC端，提高交互信息傳送的可靠性及實(shí)時(shí)性。另外本發(fā)明中采用快速的DDR2/DDR3作為數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)器(即數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊7)，同樣是為了節(jié)省數(shù)據(jù)訪問(wèn)的時(shí)間，增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力，為獲取高分辨率圖像提供了可靠的保障。
[0029]圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)9是對(duì)經(jīng)過(guò)處理的信息經(jīng)過(guò)識(shí)別的，圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)9及剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10，負(fù)責(zé)將從CPLD模塊5采集來(lái)的存儲(chǔ)在DDR2/DDR3中的AD數(shù)據(jù)，通過(guò)EDMA搬運(yùn)到DSP內(nèi)核并進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像處理，并將檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在DDR3中，然后通知ARM內(nèi)核，ARM通過(guò)USB3.0 (5GBps)接口，將結(jié)果存貯在DDR3的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)11，PC機(jī)11根據(jù)結(jié)果，進(jìn)行進(jìn)一步處理，如果檢測(cè)的物體，有數(shù)據(jù)異常，PC機(jī)11將通過(guò)USB接口發(fā)送指令到主控單元，剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10對(duì)該被檢測(cè)物進(jìn)行剔除并報(bào)警。
[0030]當(dāng)剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10檢測(cè)出有缺陷的產(chǎn)品，就可以通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)將有缺陷的產(chǎn)品剔除出去，這條傳輸機(jī)構(gòu)8是為有缺陷的產(chǎn)品準(zhǔn)備的。
[0031]本發(fā)明中的PC機(jī)是人機(jī)交互系統(tǒng)，用于控制系統(tǒng)的開(kāi)始與停止，對(duì)SOC模塊6進(jìn)行參數(shù)傳遞，并接受來(lái)自SOC模塊6的反饋信息，以實(shí)時(shí)圖像處理數(shù)據(jù)及檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)這些結(jié)果，對(duì)有被檢異常物體進(jìn)行剔除。
[0032]上述的X射線傳感器信號(hào)采集1，信號(hào)濾波2及信號(hào)放大3，AD轉(zhuǎn)換器4，CPLD模塊5, SOC模塊6屬于電路控制和管理設(shè)備。
[0033]上述的數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊7、傳輸機(jī)構(gòu)8、圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)9、剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)10以及PC機(jī)11屬于硬件設(shè)備。
[0034]本發(fā)明的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，最突出的是通過(guò)EMIF(external memory
interface, DM8168, www.t1.com)整合高速的SOC系統(tǒng)及CPLD模塊。SOC模塊及CPLD模塊之間是通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)連接的。EMIF接口可實(shí)現(xiàn)SOC模塊與CPLD模塊之間的連接，從而使CPLD平臺(tái)充當(dāng)一個(gè)協(xié)同處理器、高速數(shù)據(jù)處理器或高速數(shù)據(jù)傳輸接口。設(shè)計(jì)接口提供了一個(gè)CPLD塊至ARM的無(wú)縫連接。)，充分保證了實(shí)時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠采集，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，高分辨率圖像的實(shí)時(shí)處理，以及處理結(jié)果及時(shí)通過(guò)ARM單元反饋到PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互以及自動(dòng)剔除不合格產(chǎn)品的目的，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效.、
Mo
【權(quán)利要求】
1.一種X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括X射線傳感器信號(hào)采集模塊(l)，x射線傳感器信號(hào)采集模塊(I)依次通過(guò)信號(hào)濾波(2)、信號(hào)放大(3)、AD轉(zhuǎn)換器(4)與CPLD模塊(5)連接，CPLD模塊(5)與SOC模塊(6)交互連接；S0C模塊(6)分別與數(shù)字信號(hào)采集存儲(chǔ)模塊(7)、被檢測(cè)物體的傳輸機(jī)構(gòu)(8)、圖像檢測(cè)識(shí)別機(jī)構(gòu)(9)、剔除報(bào)警機(jī)構(gòu)(10)連接；S0C模塊(6)還與人機(jī)交互的PC機(jī)(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述SOC模塊(6)中集成配置有ARM+DSP+3D圖像加速引擎，SOC模塊(6)與CPLD模塊(5)之間的連接是采用EMIF 接 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線缺陷檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PC機(jī)(11)與SOC模塊(6)之間通過(guò)USB3.0連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104133403SQ201410347489
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】成小樂(lè), 屈銀虎, 張航鮮, 蒙青, 蒙敏榮, 劉新峰 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)