CN110221279B - 一种超声波换能器自动检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波换能器自动检测系统及检测方法，用于分析超声波换能器的发射波和回波的特性，包括：波反射装置，其通过反射发射波形成回波；超声波换能器，其将输入的发射波电信号转为发射波发出，并将接收到的回波转为回波电信号输出；波发射装置，其向超声波换能器发送发射波电信号并从超声波换能器处接收回波电信号；示波装置，其通过接收波发射装置的发射波电信号和回波电信号，将发射波电信号和回波电信号显示在同一帧波形图中；计算机，其从示波装置中读取波形图数据并进行超声波换能器特性分析，检测速度快，无人为因素干扰，精度更高，提高了超声波换能器的检测速度。
Description
技术领域
本发明涉及换能器检测设备技术领域，具体涉及一种超声波换能器自动检测系统及检测方法。
背景技术
超声波换能器是利用陶瓷的压电效应将超声波产生的机械振动转变为电信号或在电场的驱动下产生机械振动从而发出超声波的器件，在检测应用中一边成对使用超声波换能器，一个用作发射，一个用作接收，为了保证超声波换能器检测数据的有效性，需要保证成对使用的换能器的发射波与回波的特性相匹配。
现有技术中的超声波换能器的检测、判定均为人工作业，判定不准，效率低下，严重影响超声波换能器的检测速度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种超声波换能器自动检测系统及检测方法，通过波发射装置向超声波换能器发送发射波信号、接受回波信号，并经过计算机处理，将发射波有效计算部分的平均值和回波有效计算部分平均值作为换能器特性数据，检测速度快，无人为因素干扰，精度更高，提高了超声波换能器的检测速度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于超声波换能器的自动检测系统，用于分析超声波换能器的发射波和回波的特性，包括：
波反射装置，其通过反射发射波形成回波；
超声波换能器，其将输入的发射波电信号转为发射波发出，并将接收到的回波转为回波电信号输出；
波发射装置，其向超声波换能器和示波装置发送发射波电信号并从超声波换能器处接收回波电信号；
示波装置，其通过接收波发射装置的发射波电信号和回波电信号，将发射波电信号和回波电信号显示在同一帧波形图中；
计算机，其从示波装置中读取波形图数据并进行超声波换能器特性分析。
进一步地，所述自动检测系统还包括数据库服务器，所述数据库服务器用于存储计算机对超声波换能器特性分析后的结果。
一种超声波换能器自动检测系统的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：波发射装置发送发射波电信号至超声波换能器，从超声波换能器处接受回波电信号，并将发射波电信号和回波电信号传输至示波装置；
步骤二：计算机从示波装置处读取发射波和回波的帧图像，并通过帧图像中空白噪声的个数判定帧图像是否为有效帧；
步骤三：分析第一帧有效帧中的发射波起始点、发射波终止点、回波起始点、以及回波终止点；
步骤四：在发射波起始点和发射波终止点之间判定发射波有效计算部分，并计算发射波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值；
步骤五，在回波起始点和回波终止点之间判定回波有效计算部分，并计算回波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值。
进一步地，所述空白噪声为帧图像中波峰值小于10mV的波峰，帧图像中空白噪声小于或等于250个则判定为有效帧。
进一步地，有效帧波形图中最大正向峰值对应的波峰为发射波起始点，有效帧波形图中最大反向峰值对应的波峰为发射波终止点。
进一步地，取发射波终止点之后且第一个其峰值大于或等于最大正向波峰值一半的波峰作为回波起始点，并取回波起始点之后第45~55个波峰作为回波终止点。
进一步地，在发射波起始点和发射波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为发射波有效计算部分。
进一步地，在回波起始点和回波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为回波有效计算部分。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1.通过波发射装置向超声波换能器发送发射波信号、接受回波信号，并经过计算机处理，将发射波有效计算部分的平均值和回波有效计算部分平均值作为换能器特性数据，检测速度快，无人为因素干扰，精度更高，提高了超声波换能器的检测速度。
2.计算机自动将超声波换能器的检测数据上传到数据库，方便数据追溯，提高了超声波换能器的品质管控。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1所示，一种用于超声波换能器的自动检测系统，用于分析超声波换能器的发射波和回波的特性，包括：
波反射装置20，其通过射发射波形成回波；
超声波换能器10，其将输入的发射波电信号转为发射波发出，并将接收到的回波转为回波电信号输出；
波发射装置30，其向超声波换能器和示波装置发送发射波电信号并从超声波换能器处接收回波电信号；
示波装置40，其通过接收波发射装置的发射波电信号和回波电信号，将发射波电信号和回波电信号显示在同一帧波形图中；
计算机50，其从示波装置中读取波形图数据并进行超声波换能器特性分析。
该实施例中，所述波发射装置为积分仪，使用积分仪向超声波换能器发送发射波电信号并接受回波电信号，发射波电信号和回波电信号经示波装置显示，并经过计算机处理，将发射波有效计算部分的平均值和回波有效计算部分平均值作为换能器特性数据，这些特性数据将用于超声波换能器的匹配，检测速度快，无人为因素干扰，精度更高，提高了超声波换能器的检测速度，所述示波装置为示波器，该示波器为RIGOL品牌下的DS1052E型号，该示波器具有可与计算机通讯的USB接口和相关协议。
所述自动检测系统还包括数据库服务器，所述数据库服务器用于存储计算机对超声波换能器特性分析后的结果，计算机自动将超声波换能器的检测数据上传到数据库，方便数据追溯，提高了超声波换能器的品质管控。
如图2所示，一种超声波换能器自动检测系统的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：波发射装置发送发射波电信号至超声波换能器，从超声波换能器处接受回波电信号，并将发射波电信号和回波电信号传输至示波装置；超声波换能器将波发射装置发来的发射波电信号转成发射波，波反射装置反射发射波形成回波，部分回波反射至超声波换能器处，超声波换能器将回波转为回波电信号并传输至波发射装置，波发射装置将发射波电信号和回波电信号发送至示波装置；
S2：计算机从示波装置处读取发射波和回波的帧图像，并通过帧图像中空白噪声的个数判定帧图像是否为有效帧；示波装置读取波发射装置发送的发射波电信号和回波电信号并生成波形数据，波形数据一方面用于展示波形，另一方面与计算机通讯时，将波形数据传输至计算机处；超声波换能器的测试会持续一段时间，计算机从示波装置处读取的波形数据有很多帧图像，需要判断这些帧图像是否为有效帧；
具体地，所述空白噪声为帧图像中波峰值小于10mV的波峰，帧图像中空白噪声小于或等于250个则判定为有效帧，由于超声波换能器的检测需要持续一段时间，计算机从示波器中读取的波形图数据含有大量无效帧，这些无效帧中只有空白噪声，而有效帧中超声波换能器的发射波波形、回波波形与空白噪声波形混杂在一起；空白噪声的波峰峰值小于10mV，如果波形图的一帧图像中空白噪声小于或等于250个则说明该帧图像中空白噪声波形数量较少，含有发射波波形和回波波形且发射波波形和回波波形较为稳定，这样的一帧波形图可以判定为有效帧；
S3：分析第一帧有效帧中的发射波起始点、发射波终止点、回波起始点、以及回波终止点；波形图数据中有效帧有很多，检测超声波换能器的特性只需要对第一帧有效帧进行分析判断；
具体地，积分仪向超声波换能器发送发射波电信号并从超声波换能器处接收回波电信号，由于超声波换能器的特定，其发射波的开始和结束部分波形的幅值较大，该实施例中对发射波起始点和发射波终止点的判断依据如下：有效帧波形图中最大正向峰值对应的波峰为发射波起始点，有效帧波形图中最大反向峰值对应的波峰为发射波终止点；
根据超声波换能器的特性以及波形在反射和传播中的损失，回波的幅值一般为发射波幅值的一半，取发射波终止点之后且第一个其峰值大于或等于最大正向波峰值一半的波峰作为回波起始点，并取回波起始点之后第45~55个波峰作为回波终止点；
S4：在发射波起始点和发射波终止点之间判定发射波有效计算部分，并计算发射波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值；
S5，在回波起始点和回波终止点之间判定回波有效计算部分，并计算回波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值；
具体地，在发射波起始点和发射波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为发射波有效计算部分，发射波的波形中，最前面的三分之一部分和最后面的十分之一部分均为不稳定部分，采用该方法对发射波进行处理后，可将中间的三十分之十七稳定部分筛选截取出来作为发射波有效计算部分；在回波起始点和回波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为回波有效计算部分，回波的波形中，最前面的三分之一部分和最后面的十分之一部分均为不稳定部分，采用该方法对回波进行处理后，可将中间的三十分之十七稳定部分筛选截取出来作为回波有效计算部分，波形起始点和终止点之间的波形不稳定，波峰值相差较大，如果将发射波和回波的所有波形进行计算，则会使最终结果失真，通过计算正向波峰峰值和反向波峰峰值的绝对值之差占该正向波峰的峰值的比例，判断发射波有效计算部分和回波有效计算部分，避免结果失真，为了加快计算速度，也可以取发射波有效计算部分中的部分波峰值进行计算，具体地，将发射波有效计算部分进行降序排列，取排序过后发射波有效计算部分中的前五分之一的波形数据作为最终参加计算的数据，为了加快计算速度，回波也快采取上述方式进行排序并对排序后的数据进行截取，其中，当截取前五分之一波形数据时如果无法取到整数个波峰，则采用舍尾取整的方式进行取整处理。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，用于分析超声波换能器的发射波和回波的特性，其特征在于，自动检测系统包括：
波反射装置(20)，其通过反射发射波形成回波；
超声波换能器(10)，其将输入的发射波电信号转为发射波发出，并将接收到的回波转为回波电信号输出；
波发射装置(30)，其向超声波换能器和示波装置发送发射波电信号并从超声波换能器处接收回波电信号；
示波装置(40)，其通过接收波发射装置的发射波电信号和回波电信号，将发射波电信号和回波电信号显示在同一帧波形图中；
计算机(50)，其从示波装置中读取波形图数据并进行超声波换能器特性分析；
检测方法，包括以下步骤：
步骤一：波发射装置发送发射波电信号至超声波换能器，从超声波换能器处接受回波电信号，并将发射波电信号和回波电信号传输至示波装置；
步骤二：计算机从示波装置处读取发射波和回波的帧图像，并通过帧图像中空白噪声的个数判定帧图像是否为有效帧；
步骤三：分析第一帧有效帧中的发射波起始点、发射波终止点、回波起始点、以及回波终止点；
步骤四：在发射波起始点和发射波终止点之间判定发射波有效计算部分，并计算发射波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值；
步骤五，在回波起始点和回波终止点之间判定回波有效计算部分，并计算回波有效计算部分中所有正向波峰的峰值平均值。
2.根据权利要求1所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：所述自动检测系统还包括数据库服务器，所述数据库服务器用于存储计算机对超声波换能器特性分析后的结果。
3.根据权利要求1所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：所述空白噪声为帧图像中波峰值小于10mV的波峰，帧图像中空白噪声小于或等于250个则判定为有效帧。
4.根据权利要求1所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：有效帧波形图中最大正向峰值对应的波峰为发射波起始点，有效帧波形图中最大反向峰值对应的波峰为发射波终止点。
5.根据权利要求4所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：取发射波终止点之后且第一个其峰值大于或等于最大正向波峰值一半的波峰作为回波起始点，并取回波起始点之后第45～55个波峰作为回波终止点。
6.根据权利要求4所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：在发射波起始点和发射波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为发射波有效计算部分。
7.根据权利要求5所述的用于超声波换能器的自动检测系统的检测方法，其特征在于：在回波起始点和回波终止点之间的所有波峰中，如果一个正向波峰的峰值与相邻的反向波峰的峰值绝对值之差小于或等于该正向波峰峰值的1/10，则该正向波峰、反向波峰以及正向波峰与反向波峰之间的波形为回波有效计算部分。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4430883A (en) * | 1981-02-02 | 1984-02-14 | U.S. Philips Corporation | Device for the calibration of an ultrasonic transducer |
| EP0181126A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-05-14 | National Nuclear Corporation Limited | Signal synthesiser |
| US6138495A (en) * | 1997-12-31 | 2000-10-31 | Ultraguide Ltd. | Calibration method and apparatus for calibrating position sensors on scanning transducers |
| CN109154521A (zh) * | 2016-04-08 | 2019-01-04 | 流线公司 | 具有反射体的超声波液位传感器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2574280B1 (fr) * | 1984-12-07 | 1988-11-25 | Inst Nat Sante Rech Med | Procede et dispositif de determination de caracteristiques cardiovasculaires par voie externe et leur application aux cardiopathies |
| FR2614450A1 (fr) * | 1987-04-21 | 1988-10-28 | Labo Electronique Physique | Procede et appareil d'examen de milieux par echographie ultrasonore |
| US10585177B2 (en) * | 2017-06-19 | 2020-03-10 | Texas Instruments Incorporated | Tuning for ultrasonic transducer |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4430883A (en) * | 1981-02-02 | 1984-02-14 | U.S. Philips Corporation | Device for the calibration of an ultrasonic transducer |
| EP0181126A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-05-14 | National Nuclear Corporation Limited | Signal synthesiser |
| US6138495A (en) * | 1997-12-31 | 2000-10-31 | Ultraguide Ltd. | Calibration method and apparatus for calibrating position sensors on scanning transducers |
| CN109154521A (zh) * | 2016-04-08 | 2019-01-04 | 流线公司 | 具有反射体的超声波液位传感器 |
Also Published As
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