[发明专利]一种超声波信号动态调整方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种超声波检测技术，具体地，是关于一种超声波信号动态调整方法、装置及系统。

背景技术

超声波检测技术在各个领域得到了广泛应用。在医疗器械领域，利用超声波检测检测液体管路中气泡的技术普遍应用于诸如注射泵、输液泵、血液透析机、自体血液回收机、输液系统或心肺机以及制药和工业中的计量和移液滴定装置等。

在进行超声波气泡检测的过程中，外部施加于超声波换能器的驱动信号的频率越接近换能器固有的中心频率，则发射的超声波信号越强。当驱动信号的频率偏离换能器固有的中心频率时，发射效率会降低，输出信号幅度减小。目前的超声波检测流程如下：外部施加的驱动脉冲信号往往通过阻容器件构成的振荡电路产生超声波频率激励信号，超声波换能器发生端根据该超声波频率激励信号产生超声波信号，该超声波信号经过待测介质（如管路、液体、空气等介质）后，由超声波换能器接收端接收，并经过信号处理对接收的超声波信号进行处理和识别，从而通过检测接收的超声波信号的强弱来识别管路中液体或气体。

但由于阻容器件的分散性、一致性无法保证，直接导致输出效率的降低。另一方面，超声波换能器自身固有的中心频率存在差异，无法确保其一致性，同样会导致外部驱动信号的频率与超声波换能器自身固有的中心频率不能很好的匹配，导致发射效率的降低。同时在应用中同样存在发射信号过强的问题，发射信号过强，容易造成信号的失真，会影响检测结果，甚至造成误判。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种超声波信号动态调整方法、装置及系统，针对上述现有技术中存在的缺点，实现外接驱动信号的频率与换能器自身固有中心频率的自动匹配及调整，达到最佳的检测效果。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种超声波信号动态调整方法，该超声波信号动态调整方法包括：步骤a：向超声波换能器发送超声波频率激励信号，以驱动所述超声波换能器的发射装置向待测介质发射一超声波信号；步骤b：从超声波换能器的接收装置接收经过所述待测介质后的超声波信号；步骤c：根据接收的超声波信号的幅值确定所述超声波换能器的中心频率；步骤d：根据所述中心频率调整超声波频率激励信号的频率，向超声波换能器发送经调整后的超声波频率激励信号，重复执行步骤a～步骤d。

在一实施例中，上述超声波信号动态调整方法还包括：根据接收的超声波信号判断所述待测介质的状态。

在一实施例中，上述根据接收的超声波信号判断所述待测介质的状态，包括：根据所述幅值的大小，检测所述待测介质中是否存在气体。

在一实施例中，在向超声波换能器发送经调整后的超声波频率激励信号之前，上述步骤d还包括：判断接收到的超声波信号是否存在失真，如果是，则调整所述超声波频率激励信号的频率。

具体地，上述的向超声波换能器发送超声波频率激励信号，以驱动所述超声波换能器的发射装置向待测介质发射一超声波信号，包括：向功率驱动器发送超声波频率激励信号；控制所述功率驱动器将所述超声波频率激励信号进行功率放大后发送给所述超声波换能器；驱动所述超声波换能器的发射装置根据放大后的超声波频率激励信号向待测介质发射一超声波信号。

本发明实施例还提供一种超声波信号动态调整系统，该超声波信号动态调整系统包括：信号发送单元，用于向超声波换能器发送超声波频率激励信号，以驱动所述超声波换能器的发射装置向待测介质发射一超声波信号；超声波信号接收单元，用于从超声波换能器的接收装置接收经过所述待测介质后的超声波信号；中心频率确定单元，用于根据接收的超声波信号的幅值确定所述超声波换能器的中心频率；频率调整单元，用于根据所述中心频率调整超声波频率激励信号的频率。

在一实施例中，上述超声波信号动态调整系统还包括：介质状态检测单元，用于根据接收的超声波信号判断所述待测介质的状态。

在一实施例中，上述的介质状态检测单元具体用于根据所述幅值的大小，检测所述待测介质中是否存在气体。

具体地，上述信号发送单元包括：信号发送模块，用于向功率驱动器发送超声波频率激励信号；控制模块，用于控制所述功率驱动器将所述超声波频率激励信号进行功率放大后发送给所述超声波换能器；驱动模块，用于驱动所述超声波换能器的发射装置根据放大后的超声波频率激励信号向待测介质发射一超声波信号。