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原文传递一种发射参考超声波检测方法、装置及存储介质

专利名称：	一种发射参考超声波检测方法、装置及存储介质
摘要：	本发明涉及一种发射参考超声波检测方法、装置及存储介质，将检测所需的第一检测信号和第二检测信号一同作为超声波信号，发射出去并进行接收检测。第一和第二检测信号经过了共同的传输链路、传播信道和探测介质。接收时，进行平移、提取、相关、判定等系列处理，检测出经实际传播后的第一和第二检测信号对应的各反射或透射信号。对比现有技术，本发明不需要本地相关模板信号，经实际传播后的第一和第二检测信号对应的各反射或透射信号之间的相关度高于现有技术，显著地提高检测精度，降低超声波检测的难度和复杂度，被测物在一次检测时实际产生的一个或多个有效的反射或透射信号可被逐个检出，满足检测、探伤、勘探、定位、测距、成像等应用。
专利类型：	发明专利
申请人：	华南理工大学
发明人：	赵明剑
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010031449.X
公开号：	CN111189912A
代理机构：	广州骏思知识产权代理有限公司
代理人：	吴静芝
分类号：	G01N29/02;G01N29/04;G01N29/34;G01N29/36;G01N29/38;G01N29/50;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/02;G01N29/04;G01N29/34;G01N29/36;G01N29/38;G01N29/50
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.一种发射参考超声波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：往被测物发射超声波，所述超声波包括第一检测信号和第二检测信号；其中，所述超声波第一检测信号和第二检测信号持续时间同为T1，间隔时间为T2；步骤S2：接收所述发射超声波的反射或透射信号，缓存为待检测信号；步骤S3：从所述待检测信号中提取第一信号片段和第二信号片段；其中，每次提取的第一信号片段和第二信号片段为一组信号片段；所述第一信号片段与所述第二信号片段的持续时间同为T3；所述第一信号片段和第二信号片段的间隔时间为T4，且T1+T2＝T3+T4；以设定步长平移并继续提取第一信号片段和第二信号片段，直至达到最大平移量；步骤S4：对每组信号片段的第一信号片段和第二信号片段进行相关运算，根据相关运算结果判断所述第一检测信号和第二检测信号的有效反射或透射信号是否到达。 2.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于，所述往被测物发射超声波的步骤具体包括：先产生持续时间为T1的第一检测信号，间隔时间T2后，产生持续时间为T1的第二检测信号；将所述第一检测信号和第二检测信号进行功率放大、阻抗匹配，并由电信号转换为超声波或声波信号后，发往被测物。 3.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于，接收所述发射超声波的反射或透射信号的步骤包括：接收经被测物反射或透射的超声波或声波信号；将所述超声波或声波信号转换为电信号并进行阻抗匹配、低噪声放大、滤波、噪声抑制、增益补偿放大、模数信号转换并进行缓存，得到待检测信号。 4.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于，从所述待检测信号中提取第一信号片段和第二信号片段的步骤包括：从待检测信号的起始时刻，利用第一时间窗和第二时间窗对所述待检测信号进行提取；其中，所述第一时间窗时长和第二时间窗的时长同为T3，所述第一时间窗与第二时间窗之间间隔时间为T4；所述第一时间窗口提取的信号为第一信号片段，所述第二时间窗口提取的信号为第二信号片段；提取完成后，以设定步长平移所述第一时间窗口和所述第二时间窗口，每平移一个步进则再次提取当前第一时间窗口和第二时间窗口中的信号，直至提取到待检测信号的结束时刻。 5.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于：从所述待检测信号中提取第一信号片段和第二信号片段的步骤包括：对所述待检测信号进行移位寄存；从起始时刻，提取第一寄存地址段和第二寄存地址段内的信号作为第一信号片段和第二信号片段；其中，所述第一寄存地址段为d～[(d+DT3)-1]，所述第二寄存地址段为[(d+DT3)+IT4]～{[(d+DT3)+IT4]+DT3-1}，其中，d为起始地址，DT3对应的时间长度为T3，IT4对应的时间长度为T4；提取完成后，以设定的步进进行移位寄存，每平移一个步进则再次对所述寄存地址段中的信号进行提取，直至平移量达到上限。 6.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于：所述发射参考超声波检测方法还包括以下步骤：若所述第一检测信号和第二检测信号的反射或透射信号未到达，继续执行步骤S3-S4；若所述第一检测信号和第二检测信号的反射或透射信号已到达，根据到达时刻的平移量计算渡越时间，并对所述第一检测信号和第二检测信号的反射或透射信号进行存储，随后继续执行步骤S3-S4。 7.根据权利要求1所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于，所述相关运算包括但不限于基于卷积的时域相关或者先进行傅里叶变换后的频域相关。 8.根据权利要求6所述的发射参考超声波检测方法，其特征在于，根据到达时刻的平移量计算渡越时间的步骤包括：以所述相关运算结果绝对值的峰值所在时刻作为所述第一检测信号和第二检测信号的反射或透射信号的到达时刻，根据所述到达时刻的平移量，按照以下方式计算渡越时间：其中，τ为当前平移量对应的数据点数，f为AD采样频率，Δ为时间补偿值。 9.一种发射参考超声波检测装置，其特征在于，包括：发射模块，用于往被测物发射超声波，所述超声波包括第一检测信号和第二检测信号；其中，所述超声波第一检测信号和第二检测信号持续时间同为T1，间隔时间为T2；接收模块，用于接收所述发射超声波的反射或透射信号，缓存为待检测信号；提取模块，用于从所述待检测信号中提取第一信号片段和第二信号片段；其中，每次提取的第一信号片段和第二信号片段为一组信号片段；所述第一信号片段与所述第二信号片段的持续时间同为T3；所述第一信号片段和第二信号片段的间隔时间为T4，且T1+T2＝T3+T4；以设定步长平移并继续提取第一信号片段和第二信号片段，直至达到最大平移量；检测模块，用于对每组信号片段的第一信号片段和第二信号片段进行相关运算，根据相关运算结果判断所述第一检测信号和第二检测信号的有效反射或透射信号是否到达。 10.一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，其特征在于：该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任意一项所述的发射参考超声波检测方法的步骤。
所属类别：	发明专利