一种多针玻璃封接光电子管的检测系统及方法与流程

文档序号：19743398发布日期：2020-01-21 17:51阅读：168来源：国知局

本发明属于光电子管检测技术领域，尤其涉及一种多针玻璃封接光电子管的检测系统及方法。

背景技术：

目前，最接近的现有技术：电子管，是一种最早期的电信号放大器件。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管基上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号，并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中，近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代，但目前在一些高保真的音响器材中，仍然使用低噪声、稳定系数高的电子管作为音频功率放大器件。然而，现有光电子管的检测过程中不能确测量光电子管的功耗；同时，不能准确的获取光电子管故障概率。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有光电子管的检测过程中不能确测量光电子管的功耗；同时不能准确的获取光电子管故障概率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多针玻璃封接光电子管的检测系统及方法。

本发明是这样实现的，一种多针玻璃封接光电子管的检测方法，所述多针玻璃封接光电子管的检测方法包括以下步骤：

第一步，通过外观检测模块利用摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常；通过电压检测模块利用电压表检测光电子管电压数据；

第二步，通过电流检测模块利用电流表检测光电子管电流数据；通过电阻检测模块利用电阻表检测光电子管电阻数据；

第三步，主控模块调度电信号检测模块利用信号检测器检测光电子管电子信号数据；

第四步，通过功耗计算模块利用计算程序计算光电子管功耗数据；通过故障概率确定模块确定光电子管故障概率分布；故障概率确定模块的确定方法如下：

1)对光电子管故障记录数据分别按照光电子管的工作时间t和工作温度c进行统计；

2)分别在t和c方向投影且归一化数据；

3)对故障概率分布点进行拟合得到特征函数，进而得到光电子管故障概率空间分布；可用于从已有的长期监测得到的光电子管故障记录数据中得到光电子管故障概率；其原理是基于离散型空间故障树；pi^t(t)和pi^c(c)分别是光电子管关于t和c的特征函数，i表示第i个光电子管，pi^t(t)反映工作时间t对光电子管故障率的影响，而pi^c(c)反映工作温度c对光电子管故障率的影响，即pi^t(t)对t敏感，而忽略工作温度c的影响；pi^c(c)对c敏感，而忽略工作时间t的影响，分别对沿着t轴和c轴进行投影，得到了光电子管故障对于工作时间t的分布和光电子管故障对于工作温度c的分布；对500天内的发生故障情况进行了统计；记录相应的这段时间内的工作温度；光电子管对于时间t的故障分布，时间上每隔50天，就会出现若干时间点的故障为0的状态，然后故障一直维持在状态1，对于工作时间t，50天应该是光电子管对于工作时间的故障率变化周期，根据其50天的周期进行合并，再根据50天内的最大故障数将这段时间的故障次数归一化；温度c与故障对应点分布为正弦曲线的一部分，设其中c代表正弦曲线周期；c0代表正弦曲线的平移量；a表示正弦曲线的垂直位移量，同时30～40℃区间内点的分布了解到，30～35℃内点表示的故障概率逐渐减小，在30～40℃时，pi^c(c)＝1；使用最小二乘法得到在0～40℃的关于温度c的第一个光电子管的特征函数p1^c(c)如式(1)所示，

时间t与故障对应点分布为指数曲线的一部分，得到0～19天内点分布为指数曲线，故设pi^t(t)＝1-e^kt；19天后故障概率1，即pi^t(t)＝1；使用最小二乘法得到在0～50天的关于时间t的第一个光电子管的特征函数p1^t(t)如式(2)所示，

由于只考虑了工作时间t和工作温度c两种环境因素对光电子管的故障影响，所以根据pi(t,c)＝1-(1-pi^t(t))(1-pi^c(c))，即可得到光电子管的故障发生概率空间分布；

第五步，通过三维模拟模块利用模拟程序对光电子管工作过程进行三维模拟；

第六步，通过寿命预测模块利用预测程序根据检测的数据及功耗、故障信息预测光电子管寿命；

第七步，通过显示模块利用显示器显示检测的光电子管外观、电压、电流、电阻及电子信号、功耗、故障概率分布数据。

进一步，所述利用计算程序计算光电子管功耗数据包括：

(1)通过控制电路对待测光电子管的温度进行调节；

(2)监测所述待测光电子管的测试温度；

(3)当所述测试温度达到预设阈值时，采集所述待测光电子管的目标电流值；

(4)根据所述目标电流值计算所述待测光电子管的功耗值，并记录所述功耗值；

(5)判断记录的所述功耗值的次数是否小于次数阈值，若是，返回执行步骤(1)；若否，执行步骤(6)；

(6)对记录所有功耗值计算平均功耗值。

进一步，所述多针玻璃封接光电子管的检测方法还包括：图像二值化的处理过程是将被测目标f(x，y)区分成目标物体与背景两部分，采用双峰间波谷的灰度值作为阈值实现区域分割，具体算法如下：

(1)求出图像灰度值的两个极值zl和zk，令阈值t0＝(zl+zk)/2；

(2)依据阈值tk将图象分成两个区域，求出这两个区域的平均灰度值zo和zb：

其z(i，j)是图像上点的灰度值，n(i,j)点(i,j)的权重系数n(i,j)＝1.0；

(3)求出新的阈值tk+1＝(z0+zb)/2；

(4)如果tk+1＝tk则结束，否则k＝k+1转到步骤(2)。

进一步，所述多针玻璃封接光电子管的检测方法还包括：边缘检测方法步骤如下：

(1)消除噪声，使用平滑滤波器来进行卷积运算减低图像中的噪声干扰；

(2)计算梯度幅值和方向：

a)采用卷积的运算矩阵(x、y两方向进行计算)：

b)采用下面的公式来获得梯度的幅值与方向：

(3)抑制梯度中幅值的极大值，排除非边界的像素点，只显示一些细线条。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述多针玻璃封接光电子管的检测方法的多针玻璃封接光电子管的检测系统，所述多针玻璃封接光电子管的检测系统包括：

外观检测模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常；

电压检测模块，与主控模块连接，用于通过电压表检测光电子管电压数据；

电流检测模块，与主控模块连接，用于通过电流表检测光电子管电流数据；

电阻检测模块，与主控模块连接，用于通过电阻表检测光电子管电阻数据；

主控模块，与外观检测模块、电压检测模块、电流检测模块、电阻检测模块、电信号检测模块、功耗计算模块、故障概率确定模块、三维模拟模块、寿命预测模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

电信号检测模块，与主控模块连接，用于通过信号检测器检测光电子管电子信号数据；

功耗计算模块，与主控模块连接，用于通过计算程序计算光电子管功耗数据；

故障概率确定模块，与主控模块连接，用于确定光电子管故障概率分布；

三维模拟模块，与主控模块连接，用于通过模拟程序对光电子管工作过程进行三维模拟；

寿命预测模块，与主控模块连接，用于通过预测程序根据检测的数据及功耗、故障信息预测光电子管寿命；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的光电子管外观、电压、电流、电阻及电子信号、功耗、故障概率分布数据。

进一步，与主控模块连接，用于通过摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常的外观检测模块设置有图像处理模块包括：

背景颜色处理模块，对图像进行灰度和彩色处理，将背景颜色处理成系统易识别的程度；

图像滤波处理模块，利用高斯滤波、低通滤波、形态学等方法对图像进行增强处理；

图像几何变换模块，对采集的图像进行旋转、平移、尺度和切变等方法进行图像处理；

图像特征提取模块，利用相应的特征提取算法对图像中的元素进行提取；

所述主控模块包括：

数据分类模块，主控系统按照一定的算法对数据进行分类；

数据压缩模块，整体系统中的数据以一定的方式用最小的数码对数据进行表示；

数据储存模块，系统将数据转化成一定的格式，记录在主控模块中的储存介质上；

数据更新模块，以新数据项或记录、替换数据文件或数据库中与之相对应的旧数据项或记录的过程，通过删除、修改、再插入的操作来实现；

数据提取模块，系统根据输入数据的属性，在数据库中的找到属性相似的数据；

与主控模块连接，用于通过信号检测器检测光电子管电子信号数据的电信号检测模块包括：

电信号接收模块，通过检测器中的信号接收电路，接收通过光电子管的电子信号；

电信号放大滤波模块，通过检测器中的滤波电路对接收的电子信号，进行去噪增强。；

电信号转换模块，通过检测器中的信号转换模块，转换成系统识别的信号；

电信号信息提取模块，检测利用内部的程序算法对转换完成的信号，提取有用的电子信号信息；

电信号输出模块，将处理完成有用光电子管信号传输到显示器上进行显示。

进一步，所述外观检测模块包括：

标准图像信息预设单元，用于讲合格产品的标准图像信息存储到系统中；

图像信息采集单元，用于通过工业相机将产品外观信息转换成为图像信号；

图像处理单元，用于通过图像二值化方法和边缘检测方法将关键参数从图像背景中分离出来；

信息对比单元，用于将采集的外观信息与标准信息进行对比，获取产品外观的特征，判断产品是否合格。

进一步，三维模拟模块包括：

任务控制模块，用于对光电子管的工作任务进行任务发布和任务状态更新；

任务加载模块，用于读取任务文件到内存；

任务解析模块，用于将加载到内存的任务文件解析出任务和作业，将每个任务下相对应的作业填充到任务的作业集属性部分，建立任务与作业之间的关联关系；

简单作业解析模块，用于对任务解析模块解析出的作业进行作业发布和作业状态更新；

任务状态监听模块，用于监控任务的作业集的作业状态是否完成和任务目标集属性是否为空；

任务状态同步模块，用于接收任务状态同步消息，更新任务状态；

作业发布模块，用于检验简单作业队列中作业的触发条件是否满足，将发布成功后的作业发布状态回写到简单作业发布队列，发布失败后重新发布。

进一步，所述寿命预测模块包括：

参数设置单元和模式控制单元；

所述参数设置单元对光电子管工作温度、偏置电流、调制电流和光功率p进行设置；

所述模式控制单元针对基本参数测试、加速退化、退化测试和寿命预测四个功能，设置不同的参数设定方案和界面方案，通过在光电子管全寿命周期内对光电子管所受到的温度、调制电流、偏置电流应力的累积损伤进行监测，结合退化模型对光电子管进行寿命的预测。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述多针玻璃封接光电子管的检测方法的信息数据处理终端。

本发明的优点及积极效果为：

本发明通过功耗计算模块对待测光电子管的温度进行调节，对待测光电子管的测试温度进行监测，以保证可在测试温度一致的情况下采集待测光电子管的目标电流值，从而计算功耗值，以达到精准测试量待测光电子管功耗值的目的；同时，通过故障概率确定模块可以获得准确的光电子管故障概率。采用迭代法实现图像的二值化，阈值分割算法可以较好地将待识别图形从背景分割出来。图像的边界中包含了大量的特征信息，是图像检测识别过程中重要数据。图像中最先被测出来的是一些不连续特征点，再把这些点的像素组成一个完整的边界。边缘检测算子一般使用卷积运算的方式来计算，把图像中像素都进行了量化。要检测图像不同方向上的边缘，则需要采用固定的边缘检测模板。本发明采用能够显示特定部位的函数方式，具有失败率低、高定位性和最小响应的特点，符合系统要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多针玻璃封接光电子管的检测方法流程图。

图2是本发明实施例提供的多针玻璃封接光电子管的检测系统结构示意图；

图中：1、外观检测模块；2、电压检测模块；3、电流检测模块；4、电阻检测模块；5、主控模块；6、电信号检测模块；7、功耗计算模块；8、故障概率确定模块；9、三维模拟模块；10、寿命预测模块；11、显示模块。

图3是本发明实施例提供的外观显示模块的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的三维模拟模块的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多针玻璃封接光电子管的检测系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的多针玻璃封接光电子管的检测方法包括以下步骤：

s101：通过外观检测模块利用摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常；通过电压检测模块利用电压表检测光电子管电压数据；

s102：通过电流检测模块利用电流表检测光电子管电流数据；通过电阻检测模块利用电阻表检测光电子管电阻数据；

s103：主控模块调度电信号检测模块利用信号检测器检测光电子管电子信号数据；

s104：通过功耗计算模块利用计算程序计算光电子管功耗数据；通过故障概率确定模块确定光电子管故障概率分布；

s105：通过三维模拟模块利用模拟程序对光电子管工作过程进行三维模拟；

s106：通过寿命预测模块利用预测程序根据检测的数据及功耗、故障信息预测光电子管寿命；

s107：通过显示模块利用显示器显示检测的光电子管外观、电压、电流、电阻及电子信号、功耗、故障概率分布数据。

如图2所示，本发明实施例提供的多针玻璃封接光电子管的检测系统包括：外观检测模块1、电压检测模块2、电流检测模块3、电阻检测模块4、主控模块5、电信号检测模块6、功耗计算模块7、故障概率确定模块8、三维模拟模块9、寿命预测模块10、显示模块11。

外观检测模块1，与主控模块5连接，用于通过摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常；

电压检测模块2，与主控模块5连接，用于通过电压表检测光电子管电压数据；

电流检测模块3，与主控模块5连接，用于通过电流表检测光电子管电流数据；

电阻检测模块4，与主控模块5连接，用于通过电阻表检测光电子管电阻数据；

主控模块5，与外观检测模块1、电压检测模块2、电流检测模块3、电阻检测模块4、电信号检测模块6、功耗计算模块7、故障概率确定模块8、三维模拟模块9、寿命预测模块10、显示模块11连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

电信号检测模块6，与主控模块5连接，用于通过信号检测器检测光电子管电子信号数据；

功耗计算模块7，与主控模块5连接，用于通过计算程序计算光电子管功耗数据；

故障概率确定模块8，与主控模块5连接，用于确定光电子管故障概率分布；

三维模拟模块9，与主控模块5连接，用于通过模拟程序对光电子管工作过程进行三维模拟；

寿命预测模块10，与主控模块5连接，用于通过预测程序根据检测的数据及功耗、故障信息预测光电子管寿命；

显示模块11，与主控模块5连接，用于通过显示器显示检测的光电子管外观、电压、电流、电阻及电子信号、功耗、故障概率分布数据。

所述与主控模块5连接，用于通过摄像器采集光电子管外观图像检测光电子管顶部的颜色是否正常的外观检测模块设置有图像处理模块包括：

背景颜色处理模块，对图像进行灰度和彩色处理，将背景颜色处理成系统易识别的程度。

图像滤波处理模块，利用高斯滤波、低通滤波、形态学等方法对图像进行增强处理。

图像几何变换模块，对采集的图像进行旋转、平移、尺度和切变等方法进行图像处理。

图像特征提取模块，利用相应的特征提取算法对图像中的元素进行提取。

所述外观检测模块1中设置有振动检测模块，振动检测模块检测光电子管的具体过程为：

将光电子管放置在振动卡槽中，通过电动机轻微振动，利用摄像器对光电子管内部的情况获取相应的影像；主控模块根据影像中是否有碎片、白色氧化物、碎云母片等杂物，判断光电子管是否正常；当出现杂物时，光电子管内部极间短路的可能性较大。

所述主控模块5包括：

数据分类模块，主控系统按照一定的算法对数据进行分类。

数据压缩模块，整体系统中的数据以一定的方式用最小的数码对数据进行表示。

数据储存模块，系统将数据转化成一定的格式，记录在主控模块中的储存介质上。

数据更新模块，以新数据项或记录、替换数据文件或数据库中与之相对应的旧数据项或记录的过程，通过删除、修改、再插入的操作来实现。

数据提取模块，系统根据输入数据的属性，在数据库中的找到属性相似的数据。

所述与主控模块5连接，用于通过信号检测器检测光电子管电子信号数据的电信号检测模块6包括：

电信号接收模块，通过检测器中的信号接收电路，接收通过光电子管的电子信号。

电信号放大滤波模块，通过检测器中的滤波电路对接收的电子信号，进行去噪增强。

电信号转换模块，通过检测器中的信号转换模块，转换成系统识别的信号。

电信号信息提取模块，检测利用内部的程序算法对转换完成的信号，提取有用的电子信号信息。