| 主权项 |
一种利用虚拟仪器技术的超声波成像系统，包括：图像显示单元、上位机系统、伺服控制箱、机械运动平台、前端数据采集装置、后端数据处理系统、工件定位调整装置；其特征在于：所述图像显示单元，包括与上位机系统连接的显示器，人机交互界面和各仪器的显示面板；操作者根据需要输入运动控制参数、数据采集参数以及数据处理参数，在人机交互界面对任意层面的回波信息进行超声检测，并输出检测结果；所述上位机系统，包括承载上位机硬件的机箱，数据采集卡，运动控制卡，核心的嵌入式控制器和上位机系统软件；数据采集卡和运动控制卡通过PXI总线和嵌入式控制器通信；以及通过数据线和八槽机箱上的对应接口连接，实现数据传递；所述伺服控制箱，一方面对步进电机发送脉冲指令，然后步进电机上的光电编码器将脉冲指令转换成步距角，实现电机的转动；另一方面接收光栅尺和光电编码器的反馈信息，实现开环、闭环、半闭环的控制；所述机械运动平台，由脉冲控制伺服放大器、交流伺服电机、精密丝杠、编码器、光栅尺、连动支架、探头连接杆和特制夹具组成；系统需要实现机械运动机构运动位移的自动检测与控制、探头高频超声回波信号的采集、分析与处理；信号的存储、波形和波形结果的显示；上位机系统根据运动控制算法程序得到控制输出信号，通过运动控制卡传送给电机驱动器，经驱动器放大，输出给电机，电机带动运动平台移动；运动位移经光栅尺检测输出位移检测信号，经运动控制卡输入到上位机中，根据新的运动控制信号，调整运动平台位置，实现探头的精确定位；所述前端数据采集装置，第一部分是脉冲发射/接收仪和信号数据线；第二部分是数据采集卡，先进行A/D转换，将脉冲的模拟电信号转换成数字信号，传到上位机进行处理，同时将上位机系统的信号经D/A转换，用于控制数据采集过程；第三部分是点聚焦探头和数据传输线；所述后端数据处理系统的数据载入与定义位置坐标，生成峰值矩阵与降噪，和成像输出；采用数学软件MATLAB，进行算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算；将采集到的波形离散信息通过MATLAB中相关函数进行数值处理，再用图像处理的方法给图像降噪及光滑，最终得到幅值成像图；数据载入与定义位置坐标是将前面上位机将运动和数据采集的信息存储下来后，将数据文件夹中的电子表格全部导入；需要完成读取文件，用定义的序列把表格中的信息读出，再赋予其对应的空间位置坐标；在扫描结束后生成峰值矩阵与降噪，按照幅值成像原理，利用MATLAB编程对其做变换和处理；原始数据处理后按二维空间分布排列后，对生成的峰值矩阵进行降噪处理；降噪处理的方式为设定阈值，各矩阵值与阈值比较再做处理实现降噪；所选阈值根据需要选择为固定值或遵循某一规律的浮动值；成像与输出，是将各波形值生成二维灰度矩阵，对矩阵的行和列分别进行插值，将插值后的矩阵进行成像；利用插值的方法将图像光滑处理得出结果；图像输出形式为二维或三维；所述工件定位调整装置，包括工件和配合工件调整定做的一套水平调整装置；工件材料为金属材料或密度较高的非金属材料；工件为规则形状或外表面轮廓不规则的柱体。 |
