基于Excel环境下的油管检测信号分析系统的研制

　　1　引言

　　在漏磁无损检测分析系统中,检测数据的采集、记录和分析处理极为重要。传统的漏磁无损检测分析系统在开发实现时,多采用文件系统进行数据管理,不可避免地存在着数据不能共享、独立性差、查询困难等不足,特别是基于知识的专家系统很难利用历史的、多通道的信息进行诊断分析,严重地影响了诊断的准确性[1-2]。Excel集数据的编辑、整理、统计分析、图表绘制于一体,它的数据处理能力和操作的简易性已越来越为大家所接受。同时借助Excel内嵌的VBA程序编辑工具,拓展Excel的数据处理能力及人性化软件工作界面,满足用户各方面的要求[3]。

　　2　系统总成

　　系统框图如图1所示,在起下作业时,油管穿过检测仪,检测仪对油管磁化到饱和,若油管中存在缺陷,则会有磁力线泄漏到管外,利用磁敏感元件测量泄漏的磁力线实现缺陷信号的获取。信号预处理装置将检测仪得到的检测信号进行放大、滤波等处理后送入模数转换器,数字信号经计算机处理后,由显示器或打印机输出最终的检测结果。在接口问题上,通过Windows API,在Excel下调用动态链接库,完成Excel下数据的采集。利用Excel绘图工具,绘制出信号波形,并利用Excel中的内置函数,如求最大值、最小值、平均值等,对信号波形进行分析。通过使用基于COM(组件对象模型)的自动化接口(IDis-patch)技术,即ADO(Activex Data Objects,活动数据对象)来解决Excel与Access的接口问题。

　　3　信号分析

　　3.1　数据输入

　　数据采集卡与微机间的接口有并行口、串行口、内部总线或网络等多种方式。该系统中的数据是通过并行口采集得到的,所采用的并行A/D转换器MAX197具有可程控多量程8通道12位多路复用A/D转换集成电路,它将多路转换开关、基准电压源、时钟电路和转换电路集成在一块芯片内,采用标准微处理器接口,通过读写三态数据I/O端口控制对数据总线的访问与释放,可以方便地与各种微处理器接口。该系统的数据输入是通过在Excel中调用动态链接库的方式来实现的,直接调用DLL进行数据采集,并将数据保存到数据文件中,以待进一步的处理。

　　3.2　信号处理

　　为了能对缺陷进行有效的量化识别,必须选择合理的信号特征量进行分析。信号特征量是缺陷外形尺寸的一个或多个方面的反映。信号特征量的选取要求该特征量能准确地反映和描述缺陷的相关信息,能保持一定的稳定性,与其他特征量不相关或弱相关,易于测量。

　　以 73油管为例,根据美国石油学会API标准,缺陷类型取裂纹、通孔和局部减薄三类缺陷。分析流程如图2所示,简述如下。