[發明專利]超聲波測量設備和方法

有效

• 申請號: 201380055678.3
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104838229B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: R·H·科赫;G·芬格;H·M·F·薩肯羅伊特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐予紅,姜甜

1.一種用于確定對象的厚度的方法，包括：

朝向所述對象發射超聲波信號；

接收由所述對象的第一和第二表面反射的所述超聲波信號的回波序列；

數字化和存儲所述超聲波信號的所述接收的回波序列；

不使用門控時間間隔來檢測所述超聲波信號的所述數字化的接收的回波序列中的至少一對最大振幅峰值；

將信號識別算法應用到所述超聲波信號的所述數字化的接收的回波序列中的所述至少一對最大振幅峰值；

在所述數字化的接收的回波序列中內插所述最大振幅峰值中的至少一個；

測量至少一對最大振幅峰值之間的持續時間；以及

基于所述持續時間確定所述對象的所述厚度。

2.根據權利要求1所述的方法，其中基于所述持續時間確定所述對象的所述厚度的步驟包括計算所述對象的所述第一和第二表面之間的距離。

3.根據權利要求1所述的方法，其中檢測的步驟包括確定所述至少一對最大振幅峰值中的每個超過預定的閾值振幅。

4.根據權利要求1所述的方法，其中應用信號識別算法的步驟包括將時間振幅時間軌跡曲線算法應用到所述超聲波信號的所述數字化的接收的回波序列的步驟。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，應用振幅時間軌跡曲線算法的步驟包括以下步驟：選擇在最大振幅峰值之前檢測的峰值的預定數量，選擇在所述最大振幅峰值之后檢測的峰值的預定數量，以及選擇所述最大振幅峰值的預定振幅閾值。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，內插所述最大振幅峰值中的至少一個的步驟包括通過根據以下的N階多項式表示所述最大振幅峰值中的所述至少一個：

其中，t_i為采樣時間，i=0,1…N，并且a_n為所述多項式的系數。

7.根據權利要求6所述的方法，其中使用下面的方程，從基于時間的所述N階多項式的一階導數關于所述最大振幅來確定所述最大振幅峰值中的所述至少一個的時間延遲：

。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，通過將延遲值t=t₀并入到所述N階多項式的以下方程來確定所述最大振幅：

。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，通過將所述確定的延遲時間并入到所述N階多項式的以下方程來確定所述最大振幅：

。

10.一種用于確定對象的厚度的方法，包括：

朝向所述對象發射超聲波信號；

接收由所述對象反射的所述超聲波信號的回波序列；

數字化和存儲所述超聲波信號的所述接收的回波序列；

不使用門控時間間隔來檢測所述超聲波信號的所述數字化的接收的回波序列中的至少一對最大振幅峰值；

測量所述至少一對最大振幅峰值之間的持續時間；以及

基于所述持續時間確定所述對象的所述厚度。

11.根據權利要求10所述的方法，其中數字化的步驟包括以40MHz到200MHz的采樣率對所述接收的回波序列進行采樣。

12.根據權利要求11所述的方法，其中數字化的步驟進一步包括以8位到32位的分辨率將所述接收的回波序列數字化。

13.根據權利要求11所述的方法，其中數字化的步驟進一步包括使用多個并聯連接的放大器來放大所述接收的回波序列，每個放大器連接到多個重疊模數轉換器中的一個，并且每個放大器設置為不同放大級。

14.根據權利要求10所述的方法，其中檢測的步驟包括確定所述至少一對最大振幅回波中的每一個超過預定的閾值振幅。

15.根據權利要求10所述的方法，其中檢測所述數字化的接收的回波序列中的至少一對最大振幅峰值的步驟包括將振幅時間軌跡曲線算法應用到所述超聲波信號的所述接收的數字化的回波序列。

16.根據權利要求15所述的方法，其中測量所述至少一對最大振幅峰值之間的持續時間的步驟包括，在所述數字化的接收的回波序列中內插所述最大振幅峰值中的至少一個。