測厚方法及測厚系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及厚度測量技術，尤其涉及測厚系統(tǒng)及測厚方法。
【背景技術】
[0002]工業(yè)用測厚儀有接觸式和非接觸式兩者，通常在線測量使用非接觸式測厚儀，應用X射線穿過被測材料的衰減來檢測被測材料的厚度。某種已知冶金學性質的材料吸收輻射的速率是確定的，一旦知道了吸收系數(shù)，就可以按照X射線發(fā)生器里發(fā)出的射線的衰減函數(shù)來對測量裝置進行標定，從而得出所需的目標厚度值。測厚儀從信號采集單元到工控機的傳輸大多是通過485或232進行傳輸，現(xiàn)在的測厚儀信號采集之后設定固定的采樣周期，對周期內的所有采樣點進行均方根或平均值運算，之后通過測厚模塊得到最終結果，這種方式若一個采樣周期內因環(huán)境因素導致數(shù)值呈異常的高峰或低谷，也并不會濾除此種異常情況，在這種異常情況存在的情況下計算厚度并發(fā)送至工控機，導致測厚數(shù)值不準確，另一方面，采樣周期是人為設定的，導致最終厚度信息很大程度受操作人員的影響，如采樣周期短時，采樣點少，數(shù)據(jù)則實時性強，但數(shù)據(jù)波動大，可靠性低，當采樣周期長時，采樣點多，數(shù)據(jù)較為平緩，但缺乏實時性，導致可靠性不足。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述技術問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種測厚方法，其測量可靠性強。
[0004]本發(fā)明的目的之二在于提供一種測厚系統(tǒng)，其應用于實現(xiàn)本發(fā)明目的之一的測厚方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種測厚方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一:電氣控制單元控制外部的測厚儀進入工作狀態(tài)；
[0008]步驟二:信號采集單元根據(jù)測厚儀電離室中的射線量轉換得到電壓信號，將所述電壓信號進行放大和數(shù)模轉換后得到數(shù)字電壓信號；
[0009]步驟三:信號采集單元對數(shù)字電壓信號進行濾波處理得到實際電壓數(shù)值，根據(jù)該實際電壓數(shù)值得到厚度數(shù)據(jù)，并將該厚度數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)交換機。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟三中得到實際電壓數(shù)值具體包括如下子步驟:
[0011]步驟31:獲取數(shù)字電壓信號的任意兩個相鄰波峰之間或任意兩個相鄰波谷之間的波形為預計算周期；
[0012]步驟32:獲取預計算周期內的所有采樣點，并對采樣點以每組為預設數(shù)量分成若干組；
[0013]步驟33:分別對每一組采樣點的信號強度進行均方根運算，之后得到若干個均方根數(shù)值；
[0014]步驟34:根據(jù)所有均方根數(shù)值形成最小變化周期曲線，并根據(jù)所述最小變化周期曲線獲取卡爾曼濾波器的初始值；
[0015]步驟35:根據(jù)卡爾曼濾波算法結合初始值計算得到實際電壓數(shù)值。
[0016]一種測厚系統(tǒng)，其特征在于，包括信號采集單元、顯示單元、工控機、電氣控制單元和以太網(wǎng)交換機，所述信號采集單元、顯示單元、工控機和電氣控制單元均與以太網(wǎng)交換機連接;所述電氣控制單元，用于控制外部的測厚儀進入工作狀態(tài)，所述信號采集單元，用于根據(jù)測厚儀的電離室中的射線量獲取電壓信號，將所述電壓信號進行放大和數(shù)模轉換后得到數(shù)字電壓信號，將該數(shù)字電壓信號進行處理后得到厚度數(shù)據(jù)，并將該厚度數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)交換機;信號采集單元包括依次連接的轉換模塊、放大模塊、模數(shù)轉換模塊、濾波模塊、測厚模塊，所述測厚模塊還與以太網(wǎng)交換機連接，所述轉換模塊用于根據(jù)測厚儀的電離室中的射線量轉換得到電壓信號。
[0017]優(yōu)選的，所述濾波模塊包括如下子模塊:
[0018]第一獲取子模塊:用于獲取數(shù)字電壓信號的任意兩個相鄰波峰之間或任意兩個相鄰波谷之間的波形為預計算周期；
[0019]分組子模塊:用于獲取預計算周期內的所有采樣點，并對采樣點以每組為預設數(shù)量分成若干組；
[0020]第一運算子模塊:用于分別對每一組采樣點的信號強度進行均方根運算，之后得到若干個均方根數(shù)值；
[0021]第二獲取子模塊:用于根據(jù)所有均方根數(shù)值形成最小變化周期曲線，并根據(jù)所述最小變化周期曲線獲取卡爾曼濾波器的初始值；
[0022]第二運算子模塊:用于根據(jù)卡爾曼濾波算法結合初始值計算得到實際電壓數(shù)值。
[0023]優(yōu)選的，還包括通訊模塊，所述以太網(wǎng)交換機通過通訊模塊與外部的設備終端連接。
[0024]相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]本發(fā)明在濾波處理過程中不需要操作人員進行處理，避免數(shù)據(jù)受人為因素影響而失去可靠性，保證信號輸出平滑，提高精度。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的測厚方法的流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的測厚系統(tǒng)的模塊結構圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述:
[0029]參見圖1，本發(fā)明還提供一種測厚方法，包括如下步驟:
[0030]步驟SI:電氣控制單元控制外部的測厚儀進入工作狀態(tài)；電氣控制單元主要是接收工控機或者信號采集單元的指令，進行電氣設備的控制，常用的是打開液壓栗推進測厚儀進入工作狀態(tài)，打開或關閉射線保護板；
[0031]步驟S2:信號采集單元根據(jù)測厚儀電離室中的射線量轉換得到電壓信號，將所述電壓信號進行放大和數(shù)模轉換后得到數(shù)字電壓信號；
[0032]步驟S3:信號采集單元對數(shù)字電壓信號進行濾波處理得到實際電壓數(shù)值，根據(jù)該實際電壓數(shù)值得到厚度數(shù)據(jù)，并將該厚度數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網(wǎng)交換機。
[0033]本發(fā)明提供的測量方法中，濾波處理部分是關鍵，針對現(xiàn)有技術中電離室的不穩(wěn)定性、不定期瞬時干擾等缺陷進行技術改進，通過濾波模塊對電壓信號進行處理能夠對瞬時干擾進行合理的過濾。
[0034]“對數(shù)字電壓信號進行濾波處理得到實際電壓數(shù)值”具體做法如下:
[0035]S31:獲取數(shù)字電壓信號的任意兩個相鄰波峰之間或任意兩個相鄰波谷之間的波形為預計算周期；
[0036]S32:獲取預計算周期內的所有采樣點，并對采樣點以每組為預設數(shù)量分成若干組；即以η個點為一組，將預計算周期內所有采樣點分為若干組，η的取值根據(jù)實際情況擬定，如η = 4;
[0037]S33:分別對每一組采樣點的信號強度進行均方根運算，之后得到若干個均方根數(shù)值;例如在步驟S32中分成了 1個組，則在本步驟中將有1個均方根數(shù)值；
[0038]S34:根據(jù)所有均方根數(shù)值進行連線，形成最小變化周期曲線，并根據(jù)所述最小變化周期曲線得到卡爾曼濾波器的參數(shù)，如初始方差、過程方差、測量方法、協(xié)方差、系統(tǒng)預測值、測量值、高斯噪音偏差，根據(jù)這些參數(shù)獲取卡爾曼濾波器的初始值;根據(jù)最小變化周期曲線得到卡爾曼濾波器的參數(shù)原理由現(xiàn)有技術可獲知;本發(fā)明在使用卡爾曼濾波算法進行計算之前先求出最小變化周期曲線以獲取初始值