[發明專利]一種距離-波幅曲線校正的實現方法

有效

• 申請號: 201210230197.9
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102778512A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 楊帆
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種超聲波探傷技術，特別涉及一種距離-波幅曲線校正的實現方法。

背景技術

在超聲波探傷中,?對于性質和大小相同的缺陷,?由于深度(聲程)的不同，缺陷反射的回波高度也不同。為了解決這一問題，需要制作相同尺寸不同深度的人工反射體的距離-波幅曲線(DAC?曲線)，來描述反射體回波高度隨距離變化的關系，用于對缺陷信號超聲回波幅度定量和靈敏度的校正。

如圖1所示DAC校正示意圖，DAC?曲線制作，一般采用設點連線的方式，第一點的位置采用自動增益功能調到80%左右，然后依次制作后面的點，將制作的點依次連接起來就形成了?DAC?曲線。由于制作的是有限個點，探傷時的聲程與制作?DAC?曲線時的聲程不一定相符，所以實際調用?DAC?曲線的時候，需要進行插值計算，以便繪出在當前參數下的?DAC?曲線。

由于DAC曲線的插值運算包含較復雜的浮點運算，因此，在現有的探傷設備中需要額外增加一片微處理器進行超聲回波數據的DAC曲線校正，增加了硬件開發復雜度，增加了設備成本，降低了設備可靠性，而且DAC曲線校正速度受制于微處理器速度，通常比較慢，難以滿足在線設備高速信號處理的要求。

發明內容

本發明是針對超聲波探傷中距離-波幅曲線校正速度慢、成本高的問題，提出了一種距離-波幅曲線校正的實現方法，該方法使用FPGA實現了基于DAC曲線的缺陷信號超聲回波幅度校正，解決了校正過程中必須使用微處理器進行浮點運算的問題，簡化了超聲探傷設備硬件開發復雜度。

本發明的技術方案為：一種距離-波幅曲線校正的實現方法，具體包括如下步驟：

1)定義距離-波幅曲線：根據各個距離-波幅點擬合相應距離-波幅曲線，并將DAC曲線離散為固定間隔的DAC曲線校正段，每個DAC點P_n(x_n,y_n)均為兩個坐標值，x_n橫坐標DAC_x為時間（us），y_n縱坐標為DAC_y增益（dB），間隔時間定為100ns，每個固定間隔的距離-波幅校正值定義為單位DAC增益（DAC_ΔA）；

2）將命令參數下載給FPGA現場可編程門陣列,?命令參數下發時，首先將每個DAC點的DAC_x，DAC_y和DAC_ΔA參數下發，最后下發DAC開關命令,參數定義如下：

A:?定義DAC_x命令參數：總長36位；bit35-bit32位為此DAC點定義的順序位，即此點為第幾個DCA點，從1開始計數；bit31-bit16保留；bit15-bit0位為對應此DAC點的DAC_x值；

B:?定義DAC_y命令參數：總長36位；bit35-bit32位為此DAC點定義的順序位，即此點為第幾個DCA點，從1開始計數；?bit31-bit0位為對應此DAC點的DAC_y值；

C:?定義DAC_ΔA命令參數：總長37位；bit36-bit33位為此DAC點增益定義的順序位，即此增益為第幾個DCA點的增益，每個DAC_ΔA參數對應一條擬合直線，取直線起點作為該參數；bit32位為參數符號，與擬合直線斜率符號相同；bit31-bit0位為此DAC點增益的DAC_ΔA值；

D:?定義DAC_control命令參數：總長32位；bit32-bit5保留；bit4為DAC開關位，1表示DAC功能開，0表示DAC功能關；bit3-bit0為DAC總點數；

3）FPGA現場可編程門陣列內DAC校正模塊根據步驟2）下發的命令參數對采樣數據P_n(x_n,y_n)進行DAC校正，DAC校正采用比例校正方式，即某時刻采樣點的數據P_n(x_n,y_n)與該時刻對應的DAC校正增益（DAC_y_n?+?k*DAC_ΔA_n）相乘，乘積為校正后的采樣點數據，其中K為采樣步長。

所述步驟3）中DAC校正過程由一個狀態機控制，每個狀態轉移如下：

1）、Idel：空閑狀態，等待采樣開始，采樣開始進入DAC_ready狀態；

2）、DAC_ready：判斷是否啟動DAC校正（DAC_open是否為1），如果沒有啟動DAC校正（DAC_open?=?0），則進入DAC_closed狀態，否則（DAC_open?=?1），進入DAC_open狀態；