[发明专利]一种基于FPGA控制的数据采集方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种基于FPGA控制的数据采集方法及装置。

背景技术

钢管、钢板、缆索等铁磁性构件广泛应用于石油、化工、桥梁等领域，它们在使用过程中可能产生腐蚀、裂纹、壁厚减薄等失效形式，从而导致安全隐患的存在，危及工业生产安全及人民财产利益，为此，对以上铁磁性构件进行定期检测。漏磁和电磁超声两种无损检测方法均具有非接触、对铁磁性构件表面状况要求较低的优点，常被用于检测铁磁性构件。

然而，两种方法也存在不足，漏磁检测对体积型缺陷如腐蚀坑等比较敏感，难以检测均匀壁厚减薄；而电磁超声则对裂纹类面型缺陷检测灵敏,且可以实现构件壁厚测量,两种检测方法有效地复合在一起，则可以做到优势互补，克服单一方法的局限性。例如：漏磁检测和高频电磁超声复合时，利用漏磁方法完成缺陷检测，并利用电磁超声完成测厚，可在保证缺陷检测灵敏度的同时检测壁厚损失；漏磁检测和低频电磁超声导波复合时，可利用低频电磁超声导波高效地检测整个金属截面，完成粗检过程，然后利用漏磁方法有针对性地检测有缺陷区域，获得更精确的缺陷信息，由此可以在保证检测精度的同时提高检测效率。由此可见，漏磁与电磁超声复合检测可以提高检测效率，扩大检测范围，更精确更全面地检测铁磁性构件，具有广泛的应用前景。

公开号CN102661995B的专利文献公开了一种电磁超声与漏磁复合的检测方法，主要针对检测探头的复合，具体涉及电磁超声线圈、漏磁检测元件与磁芯、永磁体的空间位置关系。尚艳伟等人[尚艳伟.锅炉水冷壁管漏磁与电磁超声复合检测系统研制[D].湖北：华中科技大学,2012]仅研制了漏磁与电磁超声测厚检测传感器,相应的硬件处理系统采用两套独立的上位机和下位机分别实现漏磁和电磁超声测厚，系统体积庞大,结构复杂,现场使用不方便。

因此，如何控制复合采集电磁超声与漏磁检测信号并上传到上位机中，需要后续的深入研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于FPGA控制的数据采集方法以及装置，其目的在于，通过FPGA芯片控制将漏磁检测和电磁超声检测结合在一起，综合了两种检测的优点，PFGA芯片通过USB接口连接上位机，使得装置的结构紧凑，体积小,方便现场使用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于FPGA控制的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：上位机通过USB接口将命令下传给FPGA芯片，存入FPGA芯片的命令存储模块中，所述命令包括动作命令与参数命令；

S2：FPGA芯片中的命令解析模块解析命令存储模块中的所述命令，根据命令解析结果判断是电磁超声检测还是漏磁检测，

若是电磁超声检测，则将命令解析结果传给脉冲发生模块、电磁超声信号缓存模块和2-1MUX模块，所述脉冲发生模块、电磁超声信号缓存模块和2-1MUX模块均设置在所述FPGA芯片中，接着进入步骤S3；

若是漏磁检测，则将命令解析结果传给漏磁信号缓存模块和所述2-1MUX模块，所述漏磁信号缓存模块设置在所述FPGA芯片中，接着进入步骤S4；

S3：所述2-1MUX模块选通A输入，所述脉冲发生模块根据步骤S2中接收到的命令解析结果产生相应的激励信号，所述激励信号用于在待检测对象中激发出电磁超声波进而进行电磁超声检测，

在产生激励信号的同时开始进行采集携带有待检测对象缺陷信息的电磁超声信号，具体为，所述FPGA芯片接收到的携带有待检测对象缺陷信息的电磁超声信号被写入所述电磁超声信号缓存模块，

当一次采样结束时，从所述电磁超声信号缓存模块中读出被缓存的携带有待检测对象缺陷信息的电磁超声信号，然后经所述2-1MUX模块传输给所述USB接口，再上传到所述上位机中显示与保存，

等下一次采样开始，重复本步骤，直到所述FPGA芯片接收到来自所述上位机发出的停止命令，停止电磁超声检测；

S4：所述2-1MUX模块选通B输入，所述FPGA芯片接收到的漏磁采集信号被写入所述漏磁信号缓存模块，

到达设定的采样深度时，从所述漏磁信号缓存模块读出缓存的漏磁采集信号，经所述2-1MUX模块传输至所述USB接口，再上传至所述上位机中显示与保存，

从所述漏磁信号缓存模块中读取漏磁采集信号的同时，新的漏磁采集数据仍在不停地被写入所述漏磁信号缓存模块中，直到所述FPGA芯片接收到来自所述上位机的停止指令，停止漏磁检测。