[发明专利]一种混合质量超声在线非侵入式检测方法

说明书

本发明属于超声检测技术领域，公开了一种混合质量超声在线非侵入式检测方法，包括如下步骤：在混合容器四周均布n组超声换能器；各发射超声换能器在激励模块的触发下发出超声波，超声波经混合容器一侧壁面、容器内部及另一侧壁面被接收超声换能器接收，然后被采集模块采集；在混合容器内依次放入纯水和标准混合物，采集模块依次记录超声信号；在混合容器内放入待测混合物，采集模块实时记录超声信号；计算各组超声换能器的相对衰减系数；根据单组和多组超声换能器相对衰减系数评判局部及全局混合物混合状态变化情况及混合质量。本发明可实现混合物的均匀性、一致性等混合质量信息的非侵入式在线检测，具有易于实现、成本低、响应快等优点。

技术领域

本发明属于超声检测技术领域，更具体地，涉及一种混合质量超声在线非侵入式检测方法。

背景技术

固液或液液混合物在建筑、食品、制药和航空航天等领域中应用广泛，如药浆、混凝土、固体推进剂等。混合质量是反映最终产品生产状态的重要评价指标，混合质量在线检测是保障产品质量和生产效率的重要内容之一。如对制药企业来说，药浆混合质量好坏将直接影响到成品药的药效，部分有副作用成分的均匀性更为重要。而对于固体推进剂，混合质量直接影响固体推进剂的加工性能、力学性能和燃烧性能，进而影响火箭或者导弹的推力稳定性。

对混合物混合质量的检测，目前大多数是在混合物的不同部位取样进行实验室化验分析，通过料浆的某项性能(如燃烧性能)或物理属性(如样品的密度)来间接评判混合效果，时效性极差，无法对混合物在制备过程中产生的质量问题进行实时跟踪。当前为保证混合物的混合质量，普遍采用延长制备时间的方法来实现，但这样做不仅大大降低了生产效率，而且混合质量也得不到保证。同时随着连续生产技术的发展，混合物混合质量的在线检测已成为其必不可少的环节。在现有生产工艺和未来新技术发展的大背景下，迫切需要混合物的混合质量在线检测的新方法。

超声检测技术是利用超声波来进行各种检测和测量的技术。相比于其它原理的测量方法如电感应法、图像法、光散射法等，超声波具有强的穿透力，在光学不透明介质或高浓度颗粒测试条件下，超声检查技术具有明显的优势。超声信号中蕴含着丰富的反映物质组成、结构和性质的信息。材料和成分不同，超声波在其中传播的声速和衰减等特征量不同，通过分析不同混合区域的超声特征信号，可以判断混合质量。但由于超声信号与混合质量之间关系复杂，难以简单的通过超声信号直接判断混合质量，亟需提出针对混合质量的超声在线检测方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种混合质量超声在线非侵入式检测方法，其旨在克服现有技术中混合物混合质量检测方法存在的问题，通过测量混合容器多个位置的超声信号，对多个超声信号的数据分析，评判容器内均匀性差异、产品缺陷和异常等质量信息，实现超声快速检测混合物混合质量的目的。

为实现上述目的，本发明提出了一种混合质量超声在线非侵入式检测方法，其包括如下步骤：

(1)在混合容器的四周均布n组超声换能器，每组超声换能器均包括发射超声换能器和接收超声换能器，每组超声换能器中的发射超声换能器和接收超声换能器均与混合容器的外壁面接触，并且左右对称布置；

(2)各组超声换能器中的发射超声换能器在激励模块的触发下发出相同频率和功率的超声波，超声波经过与发射超声换能器相接触的混合容器壁面、混合容器内部及与接收超声换能器相接触的混合容器壁面，最后被对应的接收超声换能器接收，各接收超声换能器接收到的超声信号被采集模块实时记录；

(3)在混合容器内放入纯水，采集模块记录接收超声换能器接收到的超声信号，其超声信号特征值记为p_i0，i表示接收超声换能器的组别，然后排出纯水；

(4)保持激励模块触发发射超声换能器的重复频率和功率，在混合容器内放入标准混合物，采集模块记录接收超声换能器接收到的超声信号，其超声信号特征值记为p_is，然后排出标准混合物；