[发明专利]基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统及方法，涉及5G传输技术与超声检测结合应用技术领域。包括：超声信号采集模块、信号传输控制模块、超声信号5G高速传输模块。其中，信号传输控制模块负责对超声信号采集模块进行初始化，同时启动超声信号5G高速传输模块，使其和云端建立连接；然后，信号传输控制模块缓存超声信号采集模块采集到的超声回波信号，并通过5G网络将超声全波数据传输至云端。本发明的有益效果是：基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统，可以实现对大容量超声数据的实时、稳定、高速传输，并在云端实现数据的统一存储和协同分析。

技术领域

本发明涉及5G传输技术与超声检测结合应用技术领域，特别是指一种基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统及方法。

背景技术

超声检测技术被广泛应用于铸坯内部质量检测、管道焊缝缺陷检测等金属材料缺陷检测领域中，对这些复杂和灵活多变的工业场景，当前多采用便携式的超声检测设备进行超声信号的采集分析，存在只能在便携式检测设备中进行简单分析的问题。这是因为，超声检测应用中超声信号的采样频率较高，一般为10MHz～100MHz，使得采集到的超声信号数据量十分庞大，以70MHz的采样频率为例，每秒采集的数据量大约为120MB，多数便携式检测设备的计算能力不足以处理超声信号如此庞大的数据量。

现有技术中，现存的超声检测设备和相关专利，对可灵活应用于各类工业场景的便携式超声检测设备的设计，并没有考虑如何对大数量超声采集信号进行传输、分析、处理和存储的问题。

发明内容

针对现有技术中没有考虑如何对大数量超声采集信号进行传输、分析、处理和存储的问题，本发明提出了一种基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种基于5G嵌入式的金属材料内部缺陷超声检测系统，包括：

超声信号采集模块，用于对金属材料内部缺陷信息进行信号数据的采集；

信号传输控制模块，用于控制超声信号采集模块；对超声回波信号数据进行模数转换；将转换后的数据信号进行缓存；

超声信号5G高速传输模块，用于将转换后的数据信号高速传输到云端服务器；

云端服务器，用于对数据信号进行处理和保存。

可选地，超声信号采集模块的数据采集、所述信号传输控制模块的数据缓存以及所述超声信号5G高速传输模块的云端传输为同步进行。

可选地，超声信号采集模块包括：A/D采集子模块，用于接收脉冲收发仪收到的超声波回波信号；对所述超声波回波信号进行A/D转换，将模拟回波信号转换为数字信号；通过FMC接口将数据传送给传输控制模块。

可选地，信号传输控制模块通过设置FIFO结构和缓存分组TCP协议封包处理进行控制传输。

可选地，信号传输控制模块，还用于将所述A/D采集子模块转换的数字信号缓存至系统内存中。

可选地，信号传输控制模块，还用于启动传输程序将数字信号发送到5G模组；所述5G模组通过TCP通信协议打包的数据传输到云端，所述数据为超声回波全波数据。

可选地，信号传输控制模块通过发送AT命令控制所述超声信号5G高速传输模块启动联网，且与云端连接的时间至多为3s。

可选地，云端服务器，用于对所述超声回波全波数据进行分析处理；所述分析处理包括：通过一维波形信号处理、二维超声图像处理、三维点云重构处理，对金属材料内部缺陷进行定位、定量、定型、定态分析。