[发明专利]一种混合质量超声在线非侵入式检测方法

摘要

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。

主权项

1.一种混合质量超声在线非侵入式检测方法，其特征在于，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；(5)保持激励模块触发发射超声换能器的重复频率和功率，在混合容器内放入待测混合物，采集模块实时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_i(t)；(6)以下式计算各组超声换能器的相对衰减系数α_i(t)：其中，l_i为第i组接收超声换能器与发射超声换能器之间的距离，p_i(t)是采集模块实时采集的经过待测混合物的第i组接收超声换能器接收到的超声信号特征值，p_i0是采集模块采集的经过纯水时的第i组接收超声换能器接收到的超声信号特征值；(7)根据单组超声换能器获得的相对衰减系数评判单组超声换能器对应的检测区域内混合物的混合状态变化情况及混合质量：(a)单组超声换能器对应的检测区域内混合物的混合状态变化情况通过稳定系数γ_i(t)进行评判，其计算表达式为：其中，T是判断周期，稳定系数γ_i(t)值越大，混合状态变化越激烈；(b)单组超声换能器对应的检测区域内混合物的混合质量通过质量系数δ_i(t)进行评判，其计算表达式为：其中，质量系数δ_i(t)值越小表明混合质量越好；根据多组超声换能器获得的相对超声衰减系数评判整个检测区域内混合物的混合状态变化情况及混合质量：(a)整个检测区域内混合物的混合状态变化情况通过全局的混合稳定性系数σ_γ(t)进行评判，其计算表达式为：其中，σ_γ(t)值越小说明整个检测区域内的混合状态越趋于稳定；(b)整个检测区域内混合物的混合质量通过全局的混合质量系数σ_δ(t)进行评判，其计算表达式为：其中，σ_δ(t)越小表明混合质量越好。