应用于紫外电晕检测设备的信号处理结构及方法与流程

本发明涉及一种基于紫外光子脉冲计数图像探测器的紫外电晕检测设备的信号处理结构及方法，属于电晕检测领域。

背景技术：

近年来紫外电晕检测技术快速发展，核心探测器主要有紫外ccd、增强电荷耦合器件iccd以及紫外光子计数图像探测器三种，目前紫外电晕检测设备绝大多数都采用前两种探测器，很少采用紫外光子计数图像探测器，但前两种探测器都需要从国外进口且价格昂贵，尤其是紫外ccd价格非常昂贵，不利于国内自主生产紫外电晕检测设备，因此，提出一种基于紫外光子计数图像探测器的紫外电晕检测设备的信号处理结构及方法是非常必要的。

技术实现要素：

本发明为了提出了一种应用于紫外电晕检测设备的信号处理结构及方法，解决基于紫外光子计数图像探测器的紫外电晕检测设备的信号处理问题。

本发明技术方案如下：

应用于紫外电晕检测设备的信号处理结构，其特征是，其包括：紫外光子计数图像探测器、信号峰值处理模块、光子拼接通道判别模块3、模拟数字转换模块、光子速率计算模块、错误信息处理模块、转换开关、低速率光子拼接模块、高速率光子拼接模块、usb通信模块和组包模块；

紫外光子计数图像探测器向信号峰值处理模块输出s、w、z三路模拟电压信号，信号峰值处理模块向光子拼接通道判别模块输出光子脉冲指示信号，模拟数字转换模块采集信号峰值处理模块输出的s、w、z三路模拟电压信号幅值并转换为s、w、z三路数字量电压信号，该s、w、z三路数字量电压信号通过光子拼接通道判别模块控制的转换开关输出给低速率光子拼接模块和高速率光子拼接模块其中之一，低速率光子拼接模块和高速率光子拼接模块其中之一再将s、w、z三路数字量电压信号输出给组包模块，组包模块将s、w、z三路数字量电压信号进行组包；

信号峰值处理模块向光子速率计算模块输出光子脉冲指示信号，光子速率计算模块向组包模块输出光子速率；

错误信息处理模块判别信号峰值处理模块的错误信息，并将该错误信息输出给组包模块；

usb通信模块将组包模块输出的信息上传给上位机。

应用于紫外电晕检测设备的信号处理方法，其特征是，该方法包括光子拼接路径判别、光子速率计算以及错误信息处理；

光子拼接路径判别包括以下步骤：

步骤一，光子拼接通道判别模块计算毫秒级时间内光子脉冲指示信号数量；

步骤二，光子拼接通道判别模块判断该毫秒级时间内光子脉冲指示信号数量是否跨越阈值，如果没有跨越阈值，组包模块就将s、w、z三路数字量电压信号进行组包，组包达到一包数据后便将该包数据通过usb通信模块上传，如果跨越阈值，便执行下一步；

步骤三，光子拼接通道判别模块判断当前光子拼接通道传输是否结束，如果没有结束，则继续判断，直到结束为止，便执行下一步；

步骤四，光子拼接通道判别模块判断步骤一中毫秒级时间内光子脉冲指示信号数量是否小于阈值，如果没有小于阈值，则选择高速率光子拼接模块，如果小于阈值，则选择低速率光子拼接模块；

步骤五，当组包模块组包达到一包数据后，便将该包数据通过usb通信模块上传于上位机；

光子速率计算包括以下步骤：

步骤六，光子速率计算模块计算1秒钟时间内的光子脉冲指示信号数量，即光子速率；

步骤七，光子速率计算模块向组包模块输出步骤一中所计算的光子速率，组包模块将光子速率进行组包；

步骤八，在光子拼接路径判别的步骤五中，当组包模块组包达到一包数据后，便通过usb通信模块向上位机上传光子速率；

错误信息处理包括以下步骤：

步骤九，错误信息处理模块6判别信号峰值处理模块2运行过程中的错误信息；

步骤十，错误信息处理模块6向组包模块11输出错误信息，组包模块11错误信息进行组包；

步骤十一，当光子拼接路径判别的步骤五中，当组包模块11组包达到一包数据后，便通过usb通信模块10向上位机12上传错误信息。

本发明的有益效果：解决了基于紫外光子计数图像探测器的紫外电晕检测设备的信号处理问题，可以根据当前紫外光子速率来切换光子拼接通道，提高了设备的环境适应性以及低光子速率下的设备响应速率，具有判别系统运行过程中的错误信息的自检功能，采用usb通信，应用性更强，实现了快速、自动化检测过程，大幅度提高生产效率，非常有利于便携式电晕检测设备在国内未来的大范围应用。

附图说明

图1为应用于紫外电晕检测设备的信号处理结构的示意图。

图2为应用于紫外电晕检测设备的信号处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体做进一步详细描述。

如图1所示，应用于紫外电晕检测设备的信号处理结构包括：紫外光子计数图像探测器1、信号峰值处理模块2、光子拼接通道判别模块3、模拟数字转换模块4、光子速率计算模块5、错误信息处理模块6、转换开关7、低速率光子拼接模块8、高速率光子拼接模块9、usb通信模块10、组包模块11和上位机12。

紫外光子计数图像探测器1探测到紫外光源发出的紫外光子脉冲信号，并将其转换为s、w、z三路模拟电压信号，信号峰值处理模块2同时采集s、w、z三路模拟电压信号的脉冲峰值。

信号峰值处理模块2可以采用ph300硬件实现。

模拟数字转换模块4将信号峰值处理模块2输出的s、w、z三路模拟电压信号的脉冲峰值转换为s、w、z三路数字量电压信号，并输出给转换开关7。

模拟数字转换模块4可以采用ltc2315硬件实现。

信号峰值处理模块2向光子拼接通道判别模块3输出光子脉冲指示信号，光子拼接通道判别模块3计算10毫秒时间内的光子脉冲指示信号数量，根据此数量控制转换开关7，将转换开关7切换到低速率光子拼接模块8或高速率光子拼接模块9，相应的低速率光子拼接模块8或高速率光子拼接模块9再将s、w、z三路数字量电压信号输出给组包模块11，组包模块11将s、w、z三路数字量电压信号进行组包。

信号峰值处理模块2向光子速率计算模块5输出光子脉冲指示信号，光子速率计算模块5计算1秒钟时间内的光子脉冲指示信号数量，即是光子速率，光子速率计算模块5向组包模块11输出此光子速率；

错误信息处理模块6判别信号峰值处理模块2运行过程中的错误信息，并将该错误信息输出给组包模块11；组包模块11将一包数据usb通信模块10上传到上位机12。

usb通信模块10可以采用usb2.0协议进行通信。

其中，信号峰值处理模块2的驱动、光子拼接通道判别模块3、模拟数字转换模块4的驱动、光子速率计算模块5、错误信息处理模块6、转换开关7、低速率光子拼接模块8、高速率光子拼接模块9、usb通信模块10的驱动和组包模块11采用软件实现，如fpga。

如图1和图2所示，应用于紫外电晕检测设备的信号处理方法，包括光子拼接路径判别、光子速率计算以及错误信息处理。

当紫外光源输出的紫外光子脉冲信号照射到紫外光子计数图像探测器1时，紫外光子计数图像探测器1将其转换为s、w、z三路模拟电压信号，并输出给信号峰值处理模块2。

光子拼接路径判别包括以下步骤：

步骤一，信号峰值处理模块2向光子拼接通道判别模块3输出光子脉冲指示信号，光子拼接通道判别模块3计算10毫秒时间内的光子脉冲指示信号数量，同时，模拟数字转换模块4将信号峰值处理模块2输出的s、w、z三路模拟电压信号的脉冲峰值转换为s、w、z三路数字量电压信号，并输出给转换开关7。

步骤二，光子拼接通道判别模块3判断该10毫秒时间内光子脉冲指示信号数量是否跨越阈值10k，如果没有跨越阈值10k，组包模块11就拼接s、w、z三路数字量电压信号，当组包模块11组包达到一包128个数据后便将该包数据通过usb通信模块10usb2.0协议上传，如果跨越阈值，便执行下一步。

步骤三，光子拼接通道判别模块3判断当前光子拼接通道传输是否结束，如果没有结束，则继续判断，直到结束为止，便执行下一步。

步骤四，光子拼接通道判别模块3判断步骤一中10毫秒时间内光子脉冲指示信号数量是否小于阈值10k，如果没有小于阈值10k，则通过转换开关7选择高速率光子拼接模块9，将模拟数字转换模块4输出的s、w、z三路数字量电压信号进行拼接，如果小于阈值，则通过转换开关7选择低速率光子拼接模块8，将模拟数字转换模块4输出的s、w、z三路数字量电压信号进行拼接。

步骤五，当组包模块11组包达到一包128个数据后便将该包数据通过usb通信模块10usb2.0协议上传给上位机12。

光子速率计算包括以下步骤：

步骤六，信号峰值处理模块2向光子速率计算模块5输出光子脉冲指示信号，光子速率计算模块5计算1秒时间内的光子脉冲指示信号数量，即光子速率。

步骤七，光子速率计算模块5将步骤六中所计算的光子速率输出给组包模块11，组包模块11将光子速率进行组包。

步骤八，当光子拼接路径判别的步骤五中，组包模块11组包达到一包128个数据后便将该包数据通过usb通信模块10usb2.0协议上传给上位机12。

错误信息处理包括以下步骤：

步骤九，信号峰值处理模块2ph300在运行过程中，会出现没有将s、w、z模拟电压的峰值全部都正确保持的错误情况，或者在正确保持之后，ph300没有正常复位等错误信息。

步骤十，错误信息处理模块6将步骤一中判别的错误信息向组包模块11输出，组包模块11将错误信息进行组包。

步骤十一，当光子拼接路径判别的步骤五中，组包模块11组包达到一包128个数据后便将该包数据通过usb通信模块10usb2.0协议上传给上位机12。