[发明专利]基于信号区段分割的超声信号接收及处理方法

摘要

本发明公开了一种基于信号区段分割的超声信号接收及处理方法，包括步骤：一、超声回波信号获取及同步上传与接收；二、波峰与波谷确定；三、极值点剔除；四、信号分割：采用数据处理设备对超声回波信号F(t)进行分割，过程如下：401、相邻极值点时间间隔确定；402、分割点判断及分割点的采样时刻确定；403、信号分割判断；404、分割点排序；405、信号分割。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，通过对相邻极值点时间间隔进行阈值判断，实现分割点判断与分割点采样时刻确定，并根据所确定的分割点数量与各分割点的采样时刻对超声回波信号进行分割。

主权项

1.一种基于信号区段分割的超声信号接收及处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、超声回波信号获取及同步上传与接收：采用超声波探伤装置(1)对被测对象进行超声波检测，获得被测对象的超声回波信号F(t)，并将所获得的超声回波信号F(t)同步传送至数据处理设备(2)；所述数据处理设备(2)对所接收到的超声回波信号F(t)进行同步存储；其中，t表示时间参数，t_i为超声波探伤装置(1)的第i个采样时刻，f(t_i)为超声波探伤装置(1)的第i个采样时刻采样得到的信号值，i为正整数且i＝1、2、3、…、N_z，N_z为正整数且其为超声回波信号F(t)的信号长度；步骤二、波峰与波谷确定：采用数据处理设备(2)对步骤一中所述超声回波信号F(t)的所有波峰与所有波谷分别进行确定，并对所确定的每个波峰和每个波谷的采样时刻与信号值分别进行同步记录；本步骤中，所确定的每个波峰和每个波谷均为所述超声回波信号F(t)的一个极值点；步骤三、极值点剔除：采用数据处理设备(2)且调用时域极值点剔除模块或频域极值点剔除模块进行极值点剔除，获得剔除后的M'个极值点，并按照各极值点的采样时间先后顺序对M'个所述极值点由前至后进行排列；其中，M'为正整数且其为本步骤中进行极值点剔除后获得的极值点的总数量；其中，采用数据处理设备(2)且调用时域极值点剔除模块进行极值点剔除时，将步骤二中所确定的所有极值点中信号值的绝对值小于β'的极值点剔除，获得剔除后的M'个极值点；其中，β'＝α'×max|F(t)|，α'为常数且其取值范围为0.1～0.35，max|F(t)|为超声回波信号F(t)中信号值的绝对值最大值；采用数据处理设备(2)且调用频域极值点剔除模块进行极值点剔除时，将步骤二中所确定的所有极值点中信号值的绝对值小于β的极值点剔除，获得剔除后的M'个极值点；其中，β为预先设定的剔除阈值且β＝α×max|Y(f)|，α为常数且其取值范围为0.25～0.35，Y(f)为超声回波信号F(t)的频谱，max|Y(f)|为超声回波信号F(t)的频谱中幅值的绝对值最大值；步骤四、信号分割：采用数据处理设备(2)对超声回波信号F(t)进行分割，过程如下：步骤401、相邻极值点时间间隔确定：采用数据处理设备(2)对步骤三中M'个所述极值点中相邻两个所述极值点的时间间隔分别进行确定，获得M'‑1个相邻极值点时间间隔；M'‑1个所述相邻极值点时间间隔中第m'个所述相邻极值点时间间隔记作Δt_m'，Δt_m'为M'个所述极值点中第m'个极值点的采样时刻与第m'+1个极值点的采样时刻的时间间隔；其中，m'为正整数且m'＝1、2、…、M'‑2、M'‑1；M'‑1个所述相邻极值点时间间隔中除Δt₁之外的M'‑2个所述相邻极值点时间间隔均为待判断时间间隔，Δt₁为M'个所述极值点中第1个极值点的采样时刻与第2个极值点的采样时刻的时间间隔；步骤402、分割点判断及分割点的采样时刻确定：采用数据处理设备(2)由先至后对步骤401中M'‑2个所述待判断时间间隔分别进行分割点判断，获得L个待分割时间间隔；其中，L为整数且L≥0，L为本步骤中所确定的待分割时间间隔的总数量；每个所述待分割时间间隔中均存在一个分割点；步骤一中所述超声回波信号F(t)中所存在分割点的数量与所述待分割时间间隔的数量相同，所述超声回波信号F(t)中所存在分割点的数量与L相同；M'‑2个所述待判断时间间隔的分割点判断方法均相同；对Δt_m'进行分割点判断时，对Δt_m'是否大于c·Δt_m'‑1进行判断：当Δt_m'＞c·Δt_m'‑1时，判断为Δt_m'为待分割时间间隔，且Δt_m'上所存在分割点的采样时刻为否则，判断为Δt_m'上不存在分割点；其中，c为常数且c＞2.1；t_总m'为M'个所述极值点中第m'个极值点的采样时刻与第m'+1个极值点的采样时刻之和；步骤403、信号分割判断：对步骤402中所述的L进行判断：当L＝0时，判断为无需对所述超声回波信号F(t)进行分割，完成信号分割过程；否则，判断为需对所述超声回波信号F(t)进行分割，进入步骤404；步骤404、分割点排序：采用数据处理设备(2)且按照采样时间先后顺序，将步骤402中所确定的L个所述分割点由前至后进行排序；步骤405、信号分割：根据步骤404中排序后的L个所述分割点的采样时刻，由前至后将步骤一中所述超声回波信号F(t)分割为L+1个信号段，分割后的每个所述信号段均为一个分割信号。