一种全数字式光谱分析仪数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，包括光谱采集模块、数据分析模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块、云服务器；通过设置多个CMOS检测器，提高数据采集的精度。可快速设置机器，简化操作，方便使用。通过激发鉴定模块对放电声音和云服务器中的每个标准音频对比，能够判断放电声音是否正常。通过图像识别算法与标准斑痕图片进行比较，能将非浓缩放电的数据排除。通过对斑痕中心和外沿的区域进行颜色信息的采集，能够判断斑痕的颜色是否正确。多项综合判断，提高分析阶段的数据品质，同时将全部合格的数据上传至服务器，作为标准数据，方便其他用户查阅使用。

A Data Acquisition System for Full Digital Spectral Analyzer

The invention discloses a data acquisition system of a full digital spectrum analyzer, which comprises a spectrum acquisition module, a data analysis module, an excitation and identification module, a storage module, a transmission module and a cloud server; and improves the accuracy of data acquisition by setting up multiple CMOS detectors. It can set up the machine quickly, simplify the operation and make it easy to use. By comparing the discharging sound with each standard audio in the cloud server, we can judge whether the discharging sound is normal or not. By comparing the image recognition algorithm with the standard speckle image, the data of non-concentrated discharge can be excluded. By collecting the color information of the center and the edge of the speckle, we can judge whether the color of the speckle is correct or not. Multiple comprehensive judgments can improve the data quality in the analysis stage, and upload all qualified data to the server as standard data for other users to consult and use.

【技术实现步骤摘要】
一种全数字式光谱分析仪数据采集系统
本专利技术涉及光谱分析
，具体涉及一种全数字式光谱分析仪数据采集系统。
技术介绍
金属试样与电极之间进行电弧、电火花放电，对由此产生的光谱进行光电测定，进行所含元素的定量方法。分析试样使用光源进行激发，这时产生的光通过聚光透镜由入口狭缝进入，导向凹面衍射光栅上，只读取在凹面光栅上分光的光中所需的光谱线，使用CCD/CMOS检测器+DSP(数字信号处理)作为中阶梯光栅交叉色散光学系统的采集器，灵敏度低于光电倍增管，但是可做全谱采集。在氩气氛围中的火花放电分为两种极端状态，一种是浓缩放电，一种是扩散放电，当放电在金属相上进行时是浓缩放电，而放电在非金属相上进行是扩散放电，扩散放电产生偏重于表面氧化层的形成。扩散放电的产生的主要原因是由于在放电的激发斑点上形成表面氧化层层，使其在放电过程中与夹杂物具有相同的效应。原因有以下两点：1、氩气的纯度。2、样品本身使放电过程引入氧气的来源。扩散放电对钨电极的损耗较大，同时预燃时间和积分时间较长，分析结果也不准确，因此需要在数据采集阶段排除扩散放电的数据，进而提高分析结果的精确度。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种全数字式光谱分析仪数据采集系统。本专利技术所要解决的技术问题为：(1)CMOS如何设置采集次数；(2)采集后数据如何进行筛选；(3)筛选后的数据如何进行存储。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，包括光谱采集模块、数据分析模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块、云服务器；所述光谱采集模块用于采集光谱信息，将光信号转换为数字信号；所述激发鉴定模块包括用于采集激发效果信息的拍照单元和用于记录放电声音的录音单元，经过处理后得到鉴定报告；所述储存模块用于储存本地数据；所述传输模块用于联接网络并将根据鉴定报告进行筛选后的数据上传至云服务器；所述传输模块与云服务器通信连接；所述云服务器用于储存所有用户上传的共享数据，且共享数据包含机器型号、设置参数、样品型号、优质实验数据；所述数据分析模块用于分析并处理所有数据；所述数据分析模块分别与光谱采集模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块通信连接；所述数据分析模块配合光谱采集模块、激发鉴定模块、云服务器、储存模块以及传输模块完成采集的步骤如下：步骤一、通过数据分析模块检测网络连通情况，若能够联网，则切换为自动调节模式，并根据光谱仪的型号以及样品型号，从云服务器中下载其他用户共享的对应的光谱仪设置参数，通过数据分析模块对光谱仪进行快速设置；若不能联网，则弹出设置窗口，提示用户手动调节设置参数；步骤二、在完成光谱仪的设置参数调节后，通过激发光源对样品进行激发，得到光谱信息，通过光谱采集模块将光信号转换为数字信号输出；步骤三、通过激发鉴定模块记录激发时的放电声音信息和激发后斑痕的图像信息，再将激发鉴定模块采集到的信息与用户共享的对应信息进行分析对比，判断此次激发的效果，得到鉴定报告，若激发效果坏，将步骤一至三中采集的所有数据储存在本地的储存模块中，作为可疑实验数据，若激发效果好，则再次通过数据分析模块检测网络连接情况；步骤四、若数据分析模块检测能够联网，则将采集的数字信号上传至云服务器，并输出采集的数字信号，若不能联网，则将采集的数字信号传输至储存模块，作为优质实验数据。进一步的，所述光谱采集模块包括多个CMOS检测器，每个CMOS检测器分成20段采样，每段采集1-10个火花。进一步的，所述储存模块分为有效数据区和无效数据区，所述有效数据区储存优质实验数据，所述无效数据区存储可疑实验数据。进一步的，所述设置参数包含有曝光时间、预燃时间、氩气入口压力。进一步的，所述激发鉴定模块得到鉴定报告的过程如下：S1、放电声音的对比：录音单元在电火花放电的同时对放电的声音进行录制，录制的时长为t秒，作为原始音频，再筛选出云服务器中共享的所有相同机器型号的放电声音数据，作为标准音频，通过音频相似度对比算法对标准音频和原始音频进行相似度检验，将相似度大于A％的原始音频作为高相似度音频，再计算高相似度音频的数量与标准音频数量的比值，作为声音匹配率，匹配率大于B％标记为声音合格，匹配率小于B％标记为声音不合格；S2、斑痕外观的对比：在完成电火花放电后，通过拍照单元对一个斑痕进行拍照，得到原始图片，通过图像识别算法与云服务器中相同样品型号且相同机器型号采集的标准斑痕图片进行比较，判断是否为扩散放电，若是，则标记为外观不合格，若不是，则判断斑痕为浓缩放电，则标记为外观合格；S3、斑痕颜色的对比：若S2中识别出原始图片中斑痕，则对原始图片进行裁剪，保留斑痕，作为原始斑痕图片，将原始斑痕图片中以斑痕中心为圆心，以斑痕半径长的C％为半径的圆面为中心取样区，并以斑痕半径长度D％-E％范围内的圆环面作为外沿取样区，在两个取样区各随机选择F个像素点，并获取像素点的RGB颜色信息，作为原始中心颜色信息和原始外沿颜色信息，从云服务器中筛选出相同样品型号且相同机器型号采集的标准斑痕图片，将原始斑痕图片中以斑痕中心为圆心，以斑痕半径长的C％为半径的圆面为中心取样区，并以斑痕半径长度D％-E％范围内的圆环面作为外沿取样区，在两个取样区各随机选择F个像素点，并获取像素点的RGB颜色信息，标准中心颜色库和标准外沿颜色库，将原始中心颜色信息与标准中心颜色库进行对比，并将原始外沿颜色信息和标准外沿颜色库做对比，若标准中心颜色库中包含原始中心颜色信息中超过H％的RGB颜色信息且标准外沿颜色库中包含原始外沿颜色信息中超过H％的RGB颜色信息，则标记为颜色合格；S4、若S1至S3中至少有一项标记为合格，则将此次激发效果判定为好；反之，则将此次激发效果判定为坏，若三项均为合格，则将S1中的原始音频及共享数据上传至云服务器，作为标准音频；将原始斑痕图片及共享数据上传至云服务器，作为标准斑痕图片。进一步的，所述录音单元内包括至少两个麦克风，其中一个靠近激发光源设置，作为主麦克风，其余的远离激发光源设置，作为降噪麦克风。本专利技术的有益效果：(1)通过设置多个CMOS检测器，且每个CMOS检测器分成20段采样，每段采集1-10个火花，能够有效提高数据采集的精度。(2)通过下载用户共享数据，可快速设置机器，简化操作，方便使用。(3)通过激发鉴定模块对放电声音和云服务器中的每个标准音频根据声音的响度、音调和音色三个方面进行横向的对比，根据音频相似度对比算法计算出相似度，在计算出具有高相似度的音频的比值，能够判断放电声音是否正常。(4)通过图像识别算法与标准斑痕图片进行比较，根据是否为内外两层结构，判断出是否产生浓缩放电而不是扩散放电，能将非浓缩放电的数据排除。(5)通过对斑痕中心和外沿的区域进行颜色信息的采集，结合用户共享的数据，判断中心和外沿的颜色与标准颜色的相似度，能够判断斑痕的颜色是否正确。(6)多项综合判断，将至少满足一项合格的数据作为可靠性较高的数据，作为下一步分析使用的数据，提高分析阶段的数据品质，同时将全部合格的数据上传至服务器，作为标准数据，方便其他用户查阅使用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术的系统框图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，其特征在于，包括光谱采集模块、数据分析模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块、云服务器；所述光谱采集模块用于采集光谱信息，将光信号转换为数字信号；所述激发鉴定模块包括用于采集激发效果信息的拍照单元和用于记录放电声音的录音单元，经过处理后得到鉴定报告；所述储存模块用于储存本地数据；所述传输模块用于联接网络并将根据鉴定报告进行筛选后的数据上传至云服务器；所述传输模块与云服务器通信连接；所述云服务器用于储存所有用户上传的共享数据，且共享数据包含机器型号、设置参数、样品型号、优质实验数据；所述数据分析模块用于分析并处理所有数据；所述数据分析模块分别与光谱采集模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块通信连接；所述数据分析模块配合光谱采集模块、激发鉴定模块、云服务器、储存模块以及传输模块完成采集的步骤如下：步骤一、通过数据分析模块检测网络连通情况，若能够联网，则切换为自动调节模式，并根据光谱仪的型号以及样品型号，从云服务器中下载其他用户共享的对应的光谱仪设置参数，通过数据分析模块对光谱仪进行快速设置；若不能联网，则弹出设置窗口，提示用户手动调节设置参数；步骤二、在完成光谱仪的设置参数调节后，通过激发光源对样品进行激发，得到光谱信息，通过光谱采集模块将光信号转换为数字信号输出；步骤三、通过激发鉴定模块记录激发时的放电声音信息和激发后斑痕的图像信息，再将激发鉴定模块采集到的信息与用户共享的对应信息进行分析对比，判断此次激发的效果，得到鉴定报告，若激发效果坏，将步骤一至三中采集的所有数据储存在本地的储存模块中，作为可疑实验数据，若激发效果好，则再次通过数据分析模块检测网络连接情况；步骤四、若数据分析模块检测能够联网，则将采集的数字信号上传至云服务器，并输出采集的数字信号，若不能联网，则将采集的数字信号传输至储存模块，作为优质实验数据。...

【技术特征摘要】
1.一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，其特征在于，包括光谱采集模块、数据分析模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块、云服务器；所述光谱采集模块用于采集光谱信息，将光信号转换为数字信号；所述激发鉴定模块包括用于采集激发效果信息的拍照单元和用于记录放电声音的录音单元，经过处理后得到鉴定报告；所述储存模块用于储存本地数据；所述传输模块用于联接网络并将根据鉴定报告进行筛选后的数据上传至云服务器；所述传输模块与云服务器通信连接；所述云服务器用于储存所有用户上传的共享数据，且共享数据包含机器型号、设置参数、样品型号、优质实验数据；所述数据分析模块用于分析并处理所有数据；所述数据分析模块分别与光谱采集模块、激发鉴定模块、储存模块、传输模块通信连接；所述数据分析模块配合光谱采集模块、激发鉴定模块、云服务器、储存模块以及传输模块完成采集的步骤如下：步骤一、通过数据分析模块检测网络连通情况，若能够联网，则切换为自动调节模式，并根据光谱仪的型号以及样品型号，从云服务器中下载其他用户共享的对应的光谱仪设置参数，通过数据分析模块对光谱仪进行快速设置；若不能联网，则弹出设置窗口，提示用户手动调节设置参数；步骤二、在完成光谱仪的设置参数调节后，通过激发光源对样品进行激发，得到光谱信息，通过光谱采集模块将光信号转换为数字信号输出；步骤三、通过激发鉴定模块记录激发时的放电声音信息和激发后斑痕的图像信息，再将激发鉴定模块采集到的信息与用户共享的对应信息进行分析对比，判断此次激发的效果，得到鉴定报告，若激发效果坏，将步骤一至三中采集的所有数据储存在本地的储存模块中，作为可疑实验数据，若激发效果好，则再次通过数据分析模块检测网络连接情况；步骤四、若数据分析模块检测能够联网，则将采集的数字信号上传至云服务器，并输出采集的数字信号，若不能联网，则将采集的数字信号传输至储存模块，作为优质实验数据。2.根据权利要求1所述的一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，其特征在于，所述光谱采集模块包括多个CMOS检测器，每个CMOS检测器分成20段采样，每段采集1-10个火花。3.根据权利要求1所述的一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，其特征在于，所述储存模块分为有效数据区和无效数据区，所述有效数据区储存优质实验数据，所述无效数据区存储可疑实验数据。4.根据权利要求1所述的一种全数字式光谱分析仪数据采集系统，其特征在于，所述设置参数包含有曝光时间、预燃时间、氩气入口压力。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈云峰，沈永水，
申请(专利权)人：无锡杰博电器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32