超聲波鋼軌探傷儀數據處理的方法

超聲波鋼軌探傷儀的數據處理

探傷人員在進行鋼軌探傷作業時，推動探傷儀在鋼軌上行進。此時，探頭發射超聲波，并將接收到的回波信號提供給鋼軌探傷儀，判斷是否出現傷損并且計算傷損的位置，同時將數據提供給軟件系統繪圖。探傷儀的重復頻率最高可達到 2500Hz，而探傷儀能夠處理的重復頻率為1000Hz，也就是每秒要處理 1000 個探傷數據。因此，如何快速有效地處理如此大量的探傷數據就成為設計探傷儀時要考慮的重要問題。

超聲鋼軌探傷儀每一次采樣512個點，所得到的探傷數據由兩部分組成：所有采樣點的回波波高和回波波高所對應的聲程地址。其中主要涉及以下幾個方面：

1、硬件根據閘門的判傷邏輯判定是否有傷，軟件從硬件讀取報警信號，并根據探傷波形數據計算缺陷的相關參數；

2、軟件根據檢測方式(峰值或者前沿)的選擇，根據實時探傷數據自動計算測量點的相關數據，方便探傷人員實時查看。

3、用于保存某一時刻的探傷波形，實現軟件截圖功能；用于保存一段時間的探傷波形，用軟件實現回放功能；

4、用于 B 模式圖像的繪制。

每一時刻的探傷數據都對應著探傷儀的狀態參數，如探測軌型、報警方式、通道增益等。這些數據是在探傷儀特定狀態下得到的，因此表示的意義也和這些狀態參數有關。另外，當重新調出某一時刻的探傷數據時，也必須恢復當時探傷儀的狀態才有意義。所以，保存數據時當前時刻的探傷儀參數也要適當的保存下來，以保證保存的是全部的完整數據。

選取適當的結構存儲探傷數據

對數據進行采集和處理首先需要確定數據的存儲方式，即存儲的數據結構。數據結構是計算機存儲、組織數據的方式，是相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。通常情況下，精心選擇的數據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率的算法。數據結構往往同高效的檢索算法和索引技術有關；在許多應用程序的設計中，數據結構的選擇是設計的一個基本的考慮因素。許多大型系統的構造經驗表明，系統實現的困難程度和系統構造的質量都嚴重的依賴于是否選擇了最優的數據結構。

前端的探傷數據是源源不斷的，而且信息量很龐大。如果只存儲最新一次采集的數據，由于數據采集和更新的速度非常快，軟件還沒來得及處理就會被新數據刷掉。如果將全部探傷數據都存儲下來，那必將占據很大一部分內存空間，這在嵌入式開發有限的資源條件下也是不能允許的。所以，我們考慮能否存儲一段時間內的探傷數據，當規定的存儲空間存滿后，新到來的數據直接替換掉最舊的數據，這樣內存空間可以充分利用，也不會因為存儲的數據量過少而來不及處理就被新數據刷掉。

通過分析各種常見數據結構我們知道，典型數據結構中循環鏈表符合要求，能重復利用同一塊內存數據區域，提供各種數據操作，處理不斷地被更新的探傷數據。