超声幻象波信号抑制方法及装置与流程

专利检索2025-09-14  1


本发明涉及轨道信号处理,尤其涉及超声幻象波信号抑制方法及装置。


背景技术:

1、本部分旨在为本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、目前在工业领域广泛使用的超声探伤仪仍是以超声a型显示的脉冲回波探伤仪为主,使用这种探伤仪时在使用较高的超声重复频率时会出现一种特别类似于缺陷回波的回波信号,但是经验证之后发现它并不是缺陷回波,也不是工件引起的变形波,而是一种由于检测设备和检测工件材质等综合因素造成的非缺陷回波,即幻象波,也称为幽灵波。

3、产生幻象波的原因是探伤仪同步电路中同步脉冲的重复频率过高,一般情况下探伤设备的重复频率与检测深度范围是关联的,当检测工件的深度发生变化时应该改变检测设备的发射重复频率。通常情况下,重复频率高时探伤检测的灵敏度会较高,高重复频率同时可能使得没有充分衰减的多次反射回波信号进入下一超声发射周期内,即形成幻象波。此外幻象波与被检测工件的材料有很大的关系,当检测工件的晶粒直径远远小于检测波长时,散射衰减与检测工件晶粒的直径3次方成正比,当被检测材料具有良好的透声性,在下一扫查周期之前,多次反射回波没有完全衰减时则容易产生幻象波。

4、尤其是针对高速探伤检测而言,由于被检工件整体尺寸因素需要较高检测重复频率,但被检工件尺寸的局部变化易造成超声回波信号多次发射之后仍被检测设备接收到,如图1所示,当超声信号传播时间t大于超声波重复发射周期t0时,接收到的回波信号刚好进入下一检测周期的超声波信号闸门范围内,超声检测设备将按照下一发射周期内超声发射始波脉冲的时间t1计算伤损位置,从而形成幻象波,实际被检侧工件并不存在该缺陷。幻象波的存在会影响工件检测结果的准确性。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种超声幻象波信号抑制方法,用以对相邻超声发生接收周期内形成的幻象波进行抑制,从而有效减少相邻检测周期内幻象波干扰,提高工件检测结果的准确性,该方法包括:

2、在不同发射周期向压电晶片施加控制信号,以供压电晶片在每一发射周期通过逆压电效应实现超声波激发后,发射超声波;其中,相邻两发射周期施加在压电晶片上的控制信号频率不同且相互正交;

3、在每一发射周期发射超声波后下一发射周期发射超声波之前,控制压电晶片接收当前发射周期发射的超声波经检测工件反射的反射回波;

4、根据每一发射周期对应的控制信号频率,对每一发射周期压电晶片所发射超声波对应的反射回波进行滤波处理,得到每一发射周期对应的滤波信号;

5、在任一发射周期对应的滤波信号的幅值超过预设阈值时,确定检测工件存在缺陷。

6、本发明实施例还提供一种超声幻象波信号抑制装置,用以对相邻超声发生接收周期内形成的幻象波进行抑制,从而有效减少相邻检测周期内幻象波干扰,提高工件检测结果的准确性,该装置包括:

7、第一处理模块,用于在不同发射周期向压电晶片施加控制信号,以供压电晶片在每一发射周期通过逆压电效应实现超声波激发后,发射超声波;其中,相邻两发射周期施加在压电晶片上的控制信号频率不同且相互正交;

8、第二处理模块,用于在每一发射周期发射超声波后下一发射周期发射超声波之前,控制压电晶片接收当前发射周期发射的超声波经检测工件反射的反射回波;

9、第三处理模块,用于根据每一发射周期对应的控制信号频率,对每一发射周期压电晶片所发射超声波对应的反射回波进行滤波处理,得到每一发射周期对应的滤波信号;

10、第四处理模块,用于把在任一发射周期对应的滤波信号的幅值超过预设阈值时,确定检测工件存在缺陷。

11、本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述超声幻象波信号抑制方法。

12、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述超声幻象波信号抑制方法。

13、本发明实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述超声幻象波信号抑制方法。

14、本发明实施例中,在不同发射周期向压电晶片施加控制信号,以供压电晶片在每一发射周期通过逆压电效应实现超声波激发后,发射超声波;其中,相邻两发射周期施加在压电晶片上的控制信号频率不同且相互正交;在每一发射周期发射超声波后下一发射周期发射超声波之前,控制压电晶片接收当前发射周期发射的超声波经检测工件反射的反射回波;根据每一发射周期对应的控制信号频率,对每一发射周期压电晶片所发射超声波对应的反射回波进行滤波处理,得到每一发射周期对应的滤波信号;在任一发射周期对应的滤波信号的幅值超过预设阈值时,确定检测工件存在缺陷。这样,通过在相邻发射周期向压电晶片施加不同频率的控制信号,进而保证相邻发射周期对应的回波信号的频率不同,根据每一发射周期对应的控制信号频率来对每一发射周期对应的反射回波来率波,能有效的削减前一发射周期压电晶片发射的超声波经反射后造成的幻象波,使得滤波信号中即使存在幻象波,幻象波的幅值也在预设阈值之下,滤波信号中有超出预设阈值的幅值数据,才代表检测工件存在缺陷,有效减少幻象波对检测结果的影响,提升检测结果的准确性。



技术特征:

1.一种超声幻象波信号抑制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的超声幻象波信号抑制方法,其特征在于,在不同发射周期向压电晶片施加控制信号,以供压电晶片在每一发射周期通过逆压电效应实现超声波激发后,发射超声波,包括:

3.如权利要求2所述的超声幻象波信号抑制方法,其特征在于,基于压电晶片的固有主频率确定每一发射周期所施加在压电晶片上的控制信号频率,包括:

4.如权利要求1所述的超声幻象波信号抑制方法,其特征在于,所述控制信号包括:高压脉冲、高压正弦波。

5.如权利要求1所述的超声幻象波信号抑制方法,其特征在于,根据每一发射周期对应的控制信号频率,对每一发射周期压电晶片所发射超声波对应的反射回波进行滤波处理,得到每一发射周期对应的滤波信号,包括:

6.一种超声幻象波信号抑制装置,其特征在于,包括:

7.如权利要求6所述的超声幻象波信号抑制装置,其特征在于,第一处理模块,具体用于基于压电晶片的固有主频率确定每一发射周期所施加在压电晶片上的控制信号频率;

8.如权利要求7所述的超声幻象波信号抑制装置,其特征在于,第一处理模块,具体用于基于压电晶片的固有主频率,采用下述公式来确定每相邻两发射周期所施加在压电晶片上的控制信号频率:

9.如权利要求6所述的超声幻象波信号抑制装置,其特征在于,第三处理模块,具体用于根据每一发射周期对应的控制信号频率,确定每一发射周期对应的解码系数;其中,针对每一发射周期,该发射周期对应的控制信号频率与该周期对应的解码系数相同;

10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。

11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述方法。

12.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述方法。


技术总结
本发明公开了一种超声幻象波信号抑制方法及装置,其中该方法包括:在不同发射周期向压电晶片施加控制信号,以供压电晶片在每一发射周期通过逆压电效应实现超声波激发后,发射超声波;其中,相邻两发射周期施加在压电晶片上的控制信号频率不同且相互正交;在每一发射周期发射超声波后下一发射周期发射超声波之前,控制压电晶片接收当前发射周期发射的超声波经检测工件反射的反射回波;根据每一发射周期对应的控制信号频率,对每一发射周期压电晶片所发射超声波对应的反射回波进行滤波处理,得到每一发射周期对应的滤波信号;在任一发射周期对应的滤波信号的幅值超过预设阈值时,确定检测工件存在缺陷。可以提升检测结果的准确性。

技术研发人员:李忠,梅田,张玉华,张世红
受保护的技术使用者:中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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