[发明专利]基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法及采用该方法的测厚技术

说明书

本发明公开了一种基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法及采用该方法的测厚技术，该计算方法通过采集超声回波信号，将改进箕舌线函数与LMS算法结合，获得一种基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法，通过计算输入信号的自相关均值来估计获得期望信号，然后利用自相关均值改进箕舌线函数的步长调节因子和波形控制系数，从而加快权值的收敛速度，提升算法的性能，最后利用自适应算法迭代求解脉冲响应序列，计算出自适应TOF；在结合被测件声速，即可计算出其厚度。本发明自适应TOF计算方法性能稳定、计算简单、处理速度快，使用在超声波测厚的声时计算中，能够较明显提升超声波测厚的精度与效率。

技术领域

本发明涉及一种TOF计算方法，特别涉及一种基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法及采用该方法的测厚技术。

背景技术

破碎工艺是矿物加工中不可缺少的一种重要的工艺过程，而衬板又是破碎上承受载荷的关键零部件，其性能和使用寿命直接影响着破碎机工作效率和生产成本，及时地了解衬板的磨损状态，可以避免破碎机因衬板破裂发生运行故障的问题，提高破碎机破矿质量，给企业降低经济损失。

超声测厚检测技术早在20世纪中期有巨大的发展，具有低成本、高精度、检测范围大等优点，因此受到众多领域的青睐。运用超声测厚技术对破碎机衬板磨损情况进行检测，可以提高测量效率和测量精度，同时还可以节约破碎设备的使用成本，为及时更换衬板创造条件。

超声测厚是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的超声声时(TOF)来确定被测材料的厚度。根据超声测厚原理：被测工件厚度等于超声声速乘以TOF，因此测厚精度取决于声速和TOF，而在实际超声测厚中，超声波传播速度在被测件中是基本不变的，可以通过查阅被测件相关资料标定获得，故TOF的准确计算是超声测厚的关键。

与本技术有关的专利主要有：一种利用曲线拟合提高超声测厚精度的方法(CN201310476895.1)，公开了一种利用曲线拟合算法补偿采样精度，从而提高超声测厚精度的超声测厚方法。该方法利用超声信号在零点上下的一个小时间段内近似于一条直线，通过直线进行拟合，计算特征点在拟合曲线上的坐标，将特征点坐标送到测厚模块进行测厚。该方法能够在采样时钟频率不变的情况下提高超声测厚精度，但在其他场景下对测厚精度提升不明显。

一种电磁超声声时测量方法及系统(CN202110431187.0)，公开了一种通过截断信号中的上升沿和下降沿，计算截断信号中两组相邻回波信号的时间间隔来作为声时的电磁超声声时测量方法。该方法利用离散阈值电压将接收信号离散化，降低了信号处理难度和节省了成本，但处理流程复杂，处理时间较长。

一种基于频域分析的电磁超声测厚方法(CN201910152431.2)，公开了一种利用频域分析感应电信号从而测厚，将厚度信息从时域难以读取的周期变换到频域易读取的峰值,在不改变原有电路的基础上增大使用提离,提高检测精度。但该方法要求需要准备同种材料的已知厚度的试件以及待测试件，准备工作繁琐。

基于以上分析，在传统的TOF计算方法上，设计一种既有计算简单、性能稳定和处理速度快等优点，又能够较明显提升声时计算精度的计算方法，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种计算简单、性能稳定、处理速度快、计算精度高的TOF计算方法，并利用该方法比较精确的测量厚度。