In der industriellen Produktion und Qualitätsprüfung ist das Wellenform-Ultraschalldickenmesser mit den Vorteilen von Berührungslosigkeit und hoher Präzision zu einer Schlüsselausrüstung geworden. Das ursprüngliche Ultraschallsignal ist jedoch anfällig für Lärmstörungen, die sich direkt auf die Genauigkeit der Dickenmessung auswirken. Die Kenntnis wissenschaftlicher Signalverarbeitungstechniken ist ein zentraler Bestandteil der Verbesserung der Instrumentleistung.
1. Lärmunterdrückung: für das Signal "falsch wahr"
Ultraschallsignale werden während der Verbreitung anfällig für elektromagnetische Störungen der Umgebung, Materialstreuung und andere Auswirkungen, die Geräusche erzeugen. Häufige Behandlungsmethoden umfassen die Kombination von Hardware-Filtern und Software-Geräuschdämpfung: Banddurchgangsfilter (z. B. 0,5-10 MHz) auf der Hardware, um niedrige Frequenz-Drift und hohe Frequenz-Unruhe zu filtern; Auf der Softwareebene können kleine Wellen-Transformationen angewendet werden, um Geräusch und effektives Signal durch die Auflösung mehrerer Skalen zu trennen - die Wahl von orthogonalen kleinen Wellenbasen wie db4, nach der Auflösung von 3-5 Schichten des geräuschhaltigen Signals, die Schwellenbehandlung des Hochfrequenzkoeffizienten und die Rekonstruktion, die Echo-Randeigenschaften effektiv beibehalten können. Darüber hinaus reduziert die Mehrfachmessung im Durchschnitt zufälliges Geräusch, insbesondere bei der Erkennung von Dünnwandteilen oder hochdämpfenden Materialien.
II. Charakteristik-Extraktion: Sperren der Echo-Identität
Die Dickenberechnung hängt von der Zeitdifferenz zwischen der ersten und der unteren Welle ab, so dass die Echoposition genau erkannt werden muss. Die herkömmliche Schwellenmethode ist anfällig für Geräuschschwankungen und kann in Kombination mit der "Neigungsmutationserkennung + Energieschwerpunktmethode" optimiert werden: Zuerst berechnen Sie den kurzfristigen Energiegradienten des Signals und positionieren Sie den Punkt des abrupten Anstiegs des Gradienten als Kandidaten-Echo-Ausgangspunkt; Die Verschiebung durch Lärm wird dann korrigiert, indem das Energiegewichtszentrum des Signals in der Nähe des Punktes berechnet wird. Bei mehrschichtigen Strukturen (z. B. Beschichtung + Substrat) kann eine automatische Erkennung komplexer Schnittstellen durch die Verwendung eines zusammenhängenden Algorithmus erfolgen, der Echo-Vorlagen mit bekannter Dicke anpasst.
Dynamische Kompensation: Anpassung an die Umwelt
Temperaturänderungen verursachen eine Abweichung der Schallgeschwindigkeit der Sonde (z. B. die Schallgeschwindigkeit im Stahl ändert sich um etwa 1 m / s pro °C), die in Echtzeit kompensiert werden muss. Die Temperatur des Werkstücks kann über einen integrierten Temperatursensor überwacht werden und die vorgegebene Schallgeschwindigkeit-Temperaturkurve aufgerufen werden, um die Zeitdifferenz zu korrigieren; Wenn die Schallgeschwindigkeit des Materials unbekannt ist, kann die "Doppelsonde-Gegenmessung" verwendet werden - die Schallgeschwindigkeit wird direkt mit einer Sonde gemessen, um die Auswirkungen der Schwankungen der Kopplungsschichtdicke zu beseitigen. Darüber hinaus kann ein Kupplungszustand (z. B. Blasen, Trocknung) zu einer Signalverdämpfung führen, die durch die Überwachung der Echomagnenwerte dynamisch angepasst werden kann, um sicherzustellen, dass schwache Signale immer noch effektiv erfasst werden können.