[发明专利]超声波探头性能侦测及补偿装置与方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种超声波检测，且特别是有关于一种超声波探头性能侦测及补偿装置与方法。

背景技术

在非破坏性检测当中，常应用超声波扫描器来发射超声波，并接收反射此超声波产生的回波讯号，以进行检测。超声波探头内具有精密的超声波阵元，用以侦测扫描讯号的强度，但超声波阵元的性能会因使用状况、时间增加而逐渐损耗，因而必须调整参数以符合超声波检测的要求。然而，目前超声波扫描器只有调整超声波发射器的讯号强度及增益，以弥补回波讯号衰退而失真的问题，但无法侦测衰退的程度，且无法针对个别的超声波阵元的性能进行补偿，因而无法使失真的讯号回复到正常值，有待进一步改善。

发明内容

本发明有关于一种超声波探头性能侦测及补偿装置与方法，具有自行侦测及补偿的功能，以使讯号值回复到正常。

根据本发明一方面，提出一种超声波探头性能侦测及补偿装置，包括超声波接收器、类比-数位转换器、时间差补偿电路、比对电路以及侦测电路。超声波接收器用以接收由超声波探头发送的超声波的回波讯号，以得到一组扫描讯号，超声波探头包含多个超声波阵元，此组扫描讯号对应此些超声波阵元。类比-数位转换器用以接收此组扫描讯号，并转换成数位形式的超声波扫描资讯。时间差补偿电路根据超声波发送时的时间差补偿此组扫描讯号，以得到扫描线上不同位置的超声波扫描资讯。比对电路连接时间差补偿电路，用以比对扫描线上不同位置的超声波扫描资讯是否符合出厂性能测试值。侦测电路连接比对电路，用以判断探头中各个超声波阵元的衰退程度是否在可补偿的范围内，若是，则进入补偿模式，以补偿受损的其中的扫描讯号。

在一个优选的实施例中，该侦测电路包括均值补偿单元，用以接收该受损的扫描讯号的相邻两侧未受损的至少两个扫描讯号，并以该至少两个未受损的扫描讯号的平均值作为该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，其中该受损的扫描讯号的衰退程度低于出厂测试性能的70％以下时，该侦测电路以该至少两个未受损的扫描讯号的平均值取代该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，该侦测电路包括线性回归补偿单元，用以计算该组扫描讯号的回归函数中对应于该受损的扫描讯号的回归值，并以该回归值作为该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，其中该受损的扫描讯号的衰退程度低于出厂测试性能的70％以下时，该侦测电路以该受损的扫描讯号的回归值取代该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，其中该侦测电路包括增益补偿单元，用以放大该受损的扫描讯号的增益值，以补偿该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，其中该受损的扫描讯号的衰退程度高于出厂性能测试的70％以上时，该侦测电路以放大该受损的扫描讯号的增益值的方式，放大该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，还包括使用者介面，连接该侦测电路，其中当该超声波探头中各个超声波阵元的衰退程度在该可补偿的范围内时，以该使用者介面显示该复数个超声波阵元的损坏程度，而当该超声波探头中各个超声波阵元的衰退程度超过该可补偿的范围时，以该使用者介面显示该复数个超声波阵元无法使用或失效。

根据本发明一方面，提出一种超声波探头性能侦测及补偿方法，包括下列步骤。接收由超声波探头发送的超声波的回波讯号，以得到一组扫描讯号，超声波探头包含多个超声波阵元，此组扫描讯号对应此些超声波阵元。根据超声波发送时的时间差补偿此组扫描讯号，以得到扫描线上不同位置的超声波扫描资讯。比对扫描线上不同位置的超声波扫描资讯是否符合出厂性能测试值。判断探头中各个超声波阵元的衰退程度是否在可补偿的范围内，若是，则进入补偿模式，以补偿受损的其中的扫描讯号。

在一个优选的实施例中，该进入该补偿模式包括接收该受损的扫描讯号的相邻两侧未受损的至少两个扫描讯号，并以该至少两个未受损的扫描讯号的平均值作为该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，该受损的扫描讯号的衰退程度低于出厂测试性能的70％以下时，以该至少两个未受损的扫描讯号的平均值取代该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，该进入该补偿模式包括计算该组扫描讯号的回归函数中对应于该受损的扫描讯号的回归值，并以该回归值作为该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，该受损的扫描讯号的衰退程度低于出厂测试性能的70％以下时，以该受损的扫描讯号的回归值取代该受损的扫描讯号的讯号值。

在一个优选的实施例中，该进入该补偿模式包括放大该受损的扫描讯号的增益值，以补偿该受损的扫描讯号的强度。