基于电磁感应的多层管柱电磁探伤测井系统

是通过命令帧给下位机发送命令。

测井流程图

图 24 测井流程图

在测井状态中，单片机控制IGBT全桥电路产生125ms的正向脉冲，根据不同的时刻控制可编程放大的倍数并进行A/D采样。采样结束后单片机控制IGBT全桥电路再次产生125ms的负向脉冲，同时通过CAN总线向上位机发送测井数据帧，如果100ms内未发送成功则返回发送失败标志并推出发送。负向脉冲后重复放大和采样，并发送测井数据帧。最后判断是否有发送失败的测井数据帧，并发送失败的数据帧。

CAN总线数据处理流程图

系统采用PIC32MX的CAN1模块，波特率设为100kbps，分别使用2个32个报文深的FIFO作为发送和接收FIFO，采用接收中断的方式来接收上位机的数据。在接收中断服务程序中对接收到的数据进行处理。如图 25为CAN总线数据处理的流程图。

图 25 CAN总线数据处理的流程图

系统在接收到一个完整的数据帧之后，且校验和正确，会对接收缓存数据进行处理，会根据不同的类型的数据帧做相应的操作。当发生未能正确接收一个完整的数据帧时，下位机会返回错误类型，并回复NAK应答帧。

实时时钟

PIC32MX 器件上提供的实时时钟和日历（Real-Time Clock and Calendar，RTCC）硬件模块及其操作。RTCC是为需要长时间维持精确时间的应用设计的，无需或只需最少的CPU干预。该模块为低功耗使用进行了优化，以便在跟踪时间的同时延长电池的使用寿命。使用RTCC模块的要求是需要一个外部32.768 kHz时钟晶振。

测井数据帧的当前时间使用RTCC模块提供，该模块只需要初始化并设置起始时钟和日历即可自动运行。

上位机软件设计

概述

需求概述

本软件的功能主要为接收本系统硬件部分发送的数据，通过一定的协议解析，提取并分析信息，计算管壁厚度，绘制厚度可视化的图形，为工程人员提供直接的和有效的资料。

由于本系统在探伤的同时，着重分析损伤位置，因此必须对远近有所分离，另外最好能够绘制从远到近的厚度谱图，因此，本软件需要绘制两种图线，一种划分为远场近场两条曲线，另一种给出彩色的厚度谱图。

由于测井时间很长，工程人员很难全程跟踪，为了便于从存储的信息中恢复信息以便日后查阅，还需要给本软件增加文件存储和图像存储的功能。

最后，工程人员还需要实施观测现场状况，随时得到从井下传递来的信息，这样随时观测的方法，可以有效的节省测井时间，对于损伤过大的井可不必测完。

软硬件支持环境

本软件采用VS2008编译通过，在编写中使用了.net3.5架构，因此运行本软件需要Microsoft .net3.5运行时库的支持。

另外，本系统采用USBCAN模块进行通信，由于厂商没有给出其在Windows Vista和Windows 7下的驱动，因此，本软件只能工作在Windows XP系统下，且需要安装USBCAN模块驱动。

程序建模

本程序采用面向对象程序设计方法，其中的多数功能被封装在对象中，程序有较好的移植性和安全性。程序主要封装在以下几个类中

另外本软件采用了多线程处理技术，主程序负责按键响应、图形显示等处于主线程中，而信息处理算法由子进程执行。这样有效的提升了数据处理算法的效率和独立性，使得又原先的每包处理时间1000ms左右大幅降至14ms左右。

界面设计

下图为一软件运行时截图，可以看到程序右左上方的文件/设备控制区，右上方图形控制区，左下方的信息显示区以及右下方的图形显示区组成。而其中最重要的，也是占用面积最大部分是图形显示区，较大的面积保证了观看的方便。另外，为了观察直观的一手数据，我们还专门设置了显示由采样设备直接传来的未经处理的衰减信号，以便工程人员直接判断测井系统是否正常工作，以及管壁是否发生严重损伤。这个衰减曲线是可以隐藏的，因为它毕竟不是主要需要显示的内容，而且占用屏幕空间较大。如果你觉得图像显示空间还不够大，甚至可以隐藏图例