[发明专利]超声检测数字检波方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声无损检测；具体地说，涉及一种数字检波方法。

背景技术

由于超声检测其回波的振幅信息与被测材料的特性有关，所以通常所用的A超或B超检测仪就是利用超声射频脉冲回波的振幅信息来探测被测物体中的缺陷及不均匀特性。目前国产探伤仪和一些B超检测仪中都是利用硬件检波器进行检波，从而获取回波的振幅信息。所用的硬件检波器一直由半导体二极管、三极管或集成运算放大器等非线性元件和RC(或LC)滤波器组成。例如《无损检测》杂志(1995年第3期)发表的题为“一种新型高频检测系统”一文中就是采用三极管射极跟随器检波。但是，硬件检波器往往存在着较大的非线性波形失真，表现在检出的视频包络脉冲上沿和下沿时间的延长，特别是下沿。另外，脉冲的顶部往往带有高频纹波，有时还夹有不同程度的噪声，影响了超声检测的分辨率和检测质量。经检索，有如下对比文件：对比文件1(US4222275)记载了一种无损检测装置的信息采集和处理系统，该系统对采集的信号通过模拟-数字转换器进行数字转换后，再进行数字峰值检波等；对比文件2(WO9427165)公开了一种应用超声波进行无损检测的方法和装置，其对检测头所检测的信号进行放大、并将其转换为数字信号，再在其峰值之间进行插值；对比文件3(JP3012552)公开了一种无损检测信号处理方法和装置，其对所采集的信号数字化后进行FFT变换，进行相应处理后再进行IFFT变换。

发明内容

本发明旨在克服目前超声无损检测中硬件检波方法的缺点和不足，提供一种新型的数字检波方法及其相应的设备。从而减少振幅信息即检波波形的波形失真度，降低噪声，提高超声检测的分辨率，保证超声检测的质量。

本发明的目的是通过一种峰值数字检波方法实现的。

(1)将超声换能器接收到的超声回波信号经过40bd左右的射频放大器放大后，送到50MHz的A/D转换器，经接口卡送至486/586微机。

(2)将已经过A/D变换的射频回波数据用移动平均法进行高频微波。

设这列回波信号的原始数列有K个，用V[K]表示，V[K]数组由V₁、V₂、V₃……V_K组成，经过移动平均法进行高频滤波后的数列用f[K-(n-1)]表示，f[K-(n-1)]数组由f₁、f₂、f₃…f_K-(n-1)表示，式中n是原始数列V[K]中每次用于取平均值的相邻数值的个数(例n＝5)，则有下列对应关系：

      f_i+(n-1)/2＝(V_i+V_i+1+V_i+2+…+Vi_+n-1)/n     (1)

      f_i+1+(n-1)/2＝(V_i+V_i+2+V_i+3+…+V_i+n)/n     (2)

最后，令I代替(i+1(n-1)/2)，f(I)就可用来表示经过高频滤波后的数组。

(3)对进行高频滤波后的每列射频回波数组f(I)遍历局部最大值，得到所有局部最大值的数据。可称局部最大值为峰值。

设f_i-1、f_i+1为回波信号中三个相邻的采样点数据，如果f_i满足

      f_i＞f_i-1  且f_i＞f_i+1                       (3)

则f_i为局部最大值，即峰值。

(4)在得到局部最大值的同时，应得到两个相应的数组C(I)和I(N)。C(I)只是在f(I)为峰值时，C(I)＝f(I)，否则为零。N表示峰值点的总数，I(N)表示f(I)的N个峰值至各自对应的具体的I的序号值，由I₁、I₂、I₃…I_N组成。I₁表示第一个峰值点的位置，I₂表示第二个峰值点的位置，余此类推。

(5)在相邻的局部最大值间插值，其结果就会得到振幅解调信号L(I)，本方法采用埃特金插值法，具体如下式所示：

L(I)就是峰值数字检波后的检波数列。