[發明專利]用于超聲換能器的完整性檢測系統

在審

• 申請號: 202011267778.0
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112798691A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: F·卡蘇貝克;M·倫納;S·馬拉諾;G·黑爾德
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: G01N29/28
• 分類號: G01N29/28;G01N29/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;劉春元

本發明涉及一種信號處理單元(150)，該信號處理單元(150)配置成：使第一超聲發射器在被附連到容器(102)的壁時發射第一超聲測試信號；當被附連到容器的壁時從至少一個超聲接收器(110”，112，114)來接收第一超聲測試信號；檢測所接收的第一超聲測試信號的飛行時間；以及如果所檢測的飛行時間對應于容器(102)的壁中從第一超聲發射器(110’)到至少一個超聲接收器(112，114)的路徑(120)的長度，則確定第一超聲發射器和第一超聲接收器到容器(102)的壁的聲耦合式完整的。

技術領域

本發明涉及用于檢測超聲換能器與容器的壁之間的聲耦合的完整性狀態的完整性檢測系統、用于檢測聲耦合的完整性的方法、信號處理單元、程序元素以及計算機可讀介質。

背景技術

無創超聲傳感器通常安裝在容器外部，并且生成聲波，所述聲波穿透壁。波的傳播受容器內容（content）的性質(包括例如液位或流量)影響。因此，傳播之后的容器外部的波的表征允許內容性質的測量。為此，容器之中和之外的聲波的有效、穩定和可靠耦合至關重要—尤其是對于移動或診斷應用。

發明內容

本發明的目的是要檢測附連到容器的壁的超聲換能器的超聲換能器耦合的完整性狀態。

此問題通過獨立權利要求的主題來解決。實施例通過從屬權利要求、以下描述和附圖來提供。

所述實施例類似地涉及用于檢測超聲換能器與容器的壁之間的聲耦合的完整性狀態的完整性檢測系統、用于檢測完整性狀態的方法、信號處理單元、程序元素以及計算機可讀介質。協同效應可產生于實施例的不同組合，但是可能沒有詳細描述它們。

更進一步，應該注意，涉及方法的本發明的全部實施例可能采用如所述的步驟的順序來執行，但是這不必是該方法步驟的唯一且必不可少的順序。本文提供的方法能夠采用所公開步驟的另一種順序來執行，而沒有背離相應方法實施例，除非在下文中另有明確的相反地提及。

技術術語根據其常識來使用。如果針對某些術語傳達特定含意，則下面將在使用術語的上下文中給出術語的定義。

按照第一方面，提供一種信號處理單元，該信號處理單元配置成：使第一超聲發射器在被附連到容器的壁時發射第一超聲測試信號；當被附連到容器的壁時從至少一個超聲接收器來接收第一超聲測試信號；檢測所接收的第一超聲測試信號的飛行時間；以及如果所檢測的飛行時間對應于容器的壁中從第一超聲發射器到至少一個超聲接收器的路徑的長度，則確定第一超聲發射器和至少一個超聲接收器到容器的壁的聲耦合是完整的（intact）。

按照第二方面，提供一種用于檢測超聲換能器與容器的壁之間的聲耦合的完整性狀態的完整性檢測系統。該完整性檢測系統包括：第一超聲換能器，其配置用于附連到容器的壁；以及信號處理單元。第一超聲換能器包括第一超聲發射器和第一超聲接收器，其配置用于附連到容器的壁。第一超聲發射器配置成發射第一超聲測試信號。至少一個超聲接收器配置成接收第一超聲測試信號，并且相應地向信號處理單元傳送所接收的第一超聲測試信號或與所接收的第二超聲測試信號對應的信號。信號處理單元配置成檢測所接收的第一超聲測試信號的第一飛行時間，以及如果所檢測的第一飛行時間對應于容器的壁中從第一超聲發射器到至少一個超聲接收器的路徑的長度，則確定第一超聲發射器與容器的壁之間的聲耦合是完整的。

也就是說，可存在一個發射器并且還存在一個或多個超聲接收器，它們接收由第一超聲發射器所發射的第一測試信號。接收器將第一測試信號傳送給信號處理單元，其中分析信號以用于作為例如所覆蓋路徑的特性的峰的顯著性（significance）。如果沒有檢測到第二測試信號，則不給出完整性。也就是說，用于將超聲能引入到壁中并且引入到容器中的接觸不存在。通過布置多于一個接收器，提供冗余度，使得關于是否給出完整性的判定可按照與所檢測信號的量有關的策略進行。此外，能夠實現更短路徑，如果容器壁的性質對于如例如圍繞容器一整圈的長路徑不允許聲波的傳播時這可能是必要的。另外，在更長測量時間周期內的脈沖傳播時間的變化允許換能器錯放的檢測。