[发明专利]数据采集装置、数据采集系统及方法

说明书

公开了一种数据采集装置，用于根据接收到的指令采集数据，包括：N个模拟板，所述N个模拟板依次串联连接，N为大于等于1的自然数，用于采集数据；数字板，与所述N个模拟板中第1个模拟板连接，用于将接收到的指令转发给所述N个模拟板，并将所述N个模拟板根据指令采集到的数据上传；其中，所述N个模拟板中的第1个模拟板接收所述数字板转发的指令，并依次转发至下一级模拟板，所述N个模拟板根据接收到的指令采集数据，并依次转发至上一级模拟板，经由所述N个模拟板中的第1个模拟板发送至所述数字板。本发明还提供了一种数据采集系统及其方法，抗干扰能力强，实时数据传输能力强，数据传输带宽高，便于故障诊断，可靠性高。

技术领域

本发明涉及数据采集领域，更具体地，涉及数据采集装置、数据采集系统及方法。

背景技术

X射线检测的工业自动化借助机器视觉的工业相机拍摄目标物体后传输至上位机，计算机根据设定的专用图像处理程序来提取图片的特征信息后作出相应的判断，进而控制输出模块做出相应的动作。检测用的工业相机就是一个信号采集装置，在X射线无损检测中采用此类装置可借助探测器完成肉眼不可视领域的检测任务，具有高分辨率和较快的采集速度；对批量测试有统一的测试标准，便于标准化管理，提供产品质量和可靠性；同时区分合格品和含有缺陷的产品，应用于那些不适合人工作业的高危工作环境和人工视觉难以满足的场合，如工业检测领域、农产品分选和食品检测领域、伺服系统和医疗应用等领域。

X射线数据采集系统的工作原理为探测器将X射线转化为微弱的电流信号，再通过积分器变成电压信号，然后用模拟数字转换器(ADC)对该电压信号进行数字化，得到被测信号的原始数值。将同一时刻采到的所有数值以灰度图的形式在主机上显示出来为1列，随着被测物体的运动，在主机上就会形成一个连续的图像，并且反映出被测物体的材料、形状等信息。

对于线性探测器，一般长度为几厘米到几米，像素为2.5mm/1.6mm/0.8mm/0.4mm/0.2mm/0.1mm/0.05mm，随着像素的减小，像素点成倍增加，模拟数字转换器(ADC)的精度为12位或16位，采样率几百赫兹到几千赫兹不等，最高数据量可达几百Mbps，甚至上Gbps。其中，采样率定义为每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数为采样周期或者采样时间，它是采样之间的时间间隔。当探测规模较大、采样率较高时，采集的数据在传输的过程中会出现实时性差和可靠性差的问题，以及很难判断系统中出现故障的部分。

现有的X射线数据采集系统包括数字板110、模拟板120和主机130，其中，模拟板120包括N个模拟板121-12n，其中，数字板110和N个模拟板121-12n之间可以采用集中式模拟总线或者并行模拟总线传输信号。

如图1所示，该数据采集系统采用集中式模拟总线，模拟数字转换器(ADC)位于数字板110上，数字板110和N个模拟板121-12n之间的数据总线为共享的模拟总线，对模拟板的数量没有限制。虽然减少了模拟数字转换器(ADC)的数量，成本低，但是模拟总线容易受到外界干扰，模拟板分时输出数据，图像会有一定的倾斜，系统规模受限于模拟总线带宽，故障诊断困难。

如图2所示，该数据采集系统采用并行模拟总线，其中，每个模拟板对应一个模拟数字转换器(ADC)，即N个模拟板121-12n对应N个模拟数字转换器(ADC)(111-11n)，且均位于数字板110上，每个模拟板的输出都是独立的模拟总线。虽然可以支持更高的采样率，但是模拟总线容易送到外界干扰，接插件尺寸太大，故障定位困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种数据采集装置、数据采集系统及数据采集方法。