[發明專利]一種超聲檢測儀的信號處理方法及裝置

無效

• 申請號: 201310030055.2
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103115968A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 袁英民;林俊明;陳新波;楊宏程;吳曉瑜
• 申請（專利權）人: 袁英民;林俊明;陳新波
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 陳磊

技術領域

本發明涉及一種超聲檢測儀的信號處理方法及裝置，即通過動態的比較和壓縮，實現數據的篩選和處理，屬于超聲檢測領域。

背景知識

目前市面上的便攜式數字超聲探傷儀，一般為激勵-接收式，其工作模式大都采用單次激發、接收處理、逐幀顯示模式。通常，其顯示刷新頻率大都在每秒100赫茲以下。這對有些需要快速掃查的檢測場合，容易造成漏檢或來不及顯示。

傳統的A型超聲檢測系統為模擬系統，通過示波器看到隨時間(深度)變化的回波信號，無需進行數據壓縮。但隨著數字技術的發展，傳統的A超模擬系統與數字技術結合產生了模數結合的A超系統，此類系統通常是在完成模擬檢波之后，即通過ADC芯片將回波的電信號模擬量轉換為數字量，并對其進行壓縮處理后提交給CPU在LCD屏上繪制出隨時間(深度)變化的回波信號的圖像。而數字技術的優勢在于，可以對采集到的A超波形數據進行存儲，分析和復雜處理。由于使用LCD來顯示回波，而LCD在時間軸上只能顯示有限個位點，如256位。因此就必須對采集到的數字回波信號進行壓縮處理以適應LCD顯示屏的顯示要求。

一般來說，CPU控制LCD顯示的回波一般只有每秒100幀左右，如果每幀僅繪制出一次回波的信號，當每秒發射的重復頻率大于每秒幀數的時候，將有回波無法被顯示，從而造成漏檢。特別是在進行高速掃查的時候，為了提高檢測的效率，重復頻率一般都在1kHz以上，有的甚至需要達到10kHz，如果使用原來傳統的信號處理模式，將有大量的數據無法被CPU讀取，以重復頻率10kHz，每秒100幀為例，讀取的數據量僅占全部數據量的1/100，每兩次幀中間大約有接近99次回波信號上位機無法進行實時處理，從而出現漏檢。

發明內容

本發明所述的超聲檢測儀的信號處理方法及裝置，其設計目的在于解決上述技術存在的現有問題而采用多次激發，預先比較處理，合并保持其非正常檢測信號的極值，同時判讀輸出報警信號，再輸出顯示的方法。

另一設計目的是，對采集到的數據進行實時壓縮處理，去除冗余數據，保留有效數據。

為實現上述設計目的，所述超聲檢測儀的信號處理方法及裝置主要包括有：

ADC信號輸入器5、過濾器8、數據壓縮模塊4以及上位機9，其中數據壓縮模塊4由第一存儲器1、數據比較裝置6、寄存器7以及第二存儲器2構成；

第一存儲器1與數據比較裝置6相連接，數據比較裝置6與寄存器7相連接，寄存器7與第二存儲器2相連接。

如上基本方案，在進行數據采集時，先將采集到的數據根據屏幕分辨率和超聲檢測系統探測的范圍采集到的數據緩存在第一存儲器1內，然后將第一存儲器1內的值與第二存儲器2內存儲的之前發射采集到的極值作比較，如果比之前發射采集到的極值更大，則將其作為新的極值覆蓋取代原來的數據，否則則保持原來的極值數據不變，如此不停的循環，直至上位機來讀取，讀取完畢后，存儲器清零，完成一次數據壓縮。該壓縮算法通過保存每兩幀中間的極值來壓縮數據。在同樣的數據傳輸速率下，使得最有可能是傷信號的數據得到保留，從而減少漏檢。可以用在高速掃查時對被掃工件進行在線的實時顯示，能實時顯示該幀內超聲換能器采集到的最大的回波。

本發明的優點與有益效果是支持單通道或者多個通道同時并行實行壓縮，即用一個處理器來同時并行處理多個通道采集到的數據；其壓縮比例是隨著超聲波發射的每秒重復頻率與上位機的每秒讀取幀速而變化，不需要提前設置一個壓縮比值作為循環量，超聲檢測系統會不斷進行峰值比較來壓縮數據，直到上位機讀取檢測數據后，在重新開始新一輪壓縮數據的循環；也不需要預先設定一個閥門值來篩選數據，或者進行小波變換，其篩選數據的方法是通過大小比較，將每兩幀中間的所有發射所采集到的數據中的最大值與最小值保存下來。在高速高重復頻率掃查，從而產生海量數據無法實時傳輸到上位機時，本發明可以在保證在線實時顯示的前提下，減少高速掃查中的漏檢問題。

附圖說明

圖1是超聲檢測儀的信號處理方法及裝置的壓縮算法框圖；

圖2是超聲檢測儀的信號處理方法及裝置的壓縮算法流程圖；

在上述附圖中，ADC信號輸入器5、過濾器8、數據壓縮模塊4、第一存儲器1、數據比較裝置6、寄存器7、第二存儲器2、上位機9。

具體實施方式

實施例1，如圖1所示，所述超聲檢測儀的信號處理方法及裝置包括ADC信號輸入器5、過濾器8、數據壓縮模塊4以及上位機9，其中數據壓縮模塊4由第一存儲器1、數據比較裝置6、寄存器7以及第二存儲器2構成，其中：