[发明专利]一种超声波探伤中动态细分延迟的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波探伤术领域，具体而言，本发明涉及一种超声波探伤中动态细分延迟的方法及装置。

背景技术

超声相控阵技术是近年来无损检测领域的研究热点。通过对超声阵列换能器中各个阵元施加独立的相位控制，可实现超声声束的聚焦和偏转。它可以灵活地采用多种扫描方式进行检测，具有检测速度快，灵敏度、分辨力与信噪比高等特点，能检测形状复杂的物体。

在超声相控阵检测中，根据一定的聚焦法则，通过对超声换能器阵列中的各阵元进行延迟激发，即可产生声束聚焦或偏转效果。与此同时，接收系统也需要依据各阵元与散射体的距离，对各阵元的回波信号进行相应程度的延迟，以使各阵元回波信号相干累加，波束成形技术是超声相控阵接收部分的关键技术，主要完成各阵元的相控发射、延迟接收、波束合成等工作，是实现超声声束聚焦、偏转的关键，是超声成像质量的决定因素之一。

偏转即控制声束扫描的方向，聚焦是指控制声束的能量集中点。从某种意义上说偏转是一种焦点在某个方向上无穷远处的聚焦。偏转常与聚焦结合使用。超声成像中的各种聚焦方法也代表着波束形成技术的不断进步。

相控阵系统分辨力依赖于相控精度，而相控精度又取决于发射和接收的延迟分辨力。发射部分的延迟分辨率可以用提高时钟频率、采用精密延迟线等方法较容易的实现，而接收部分因为涉及到高速数据采集和数据处理，解决方案直接影响了系统的复杂程度。

为了在较大测量范围内形成清晰的像，相控阵检测技术一般采用动态聚焦方法。动态聚焦要求接收部分可以随时间动态的改变各阵元回波信号的延迟量，同时要在延迟量改变时不引入跳变噪声，保证输出信号的准确连续有效。

但是现有技术中采用FIFO或者双口RAM实现整数延迟，这样方案简单可靠，但是无法达到细分延迟的效果，延迟分辨率只能达到采样周期，要提高延迟分辨率需提高采样频率。

采用数值内插的办法在不提高硬件采样速率的情况下提高延迟分辨率，问题在于需要较多的运算单元，数据量也成倍提升，增加了后续数据处理难度。

采用可控时钟延迟和分数FIR滤波器相结合的办法，这种办法中经过可控时钟延迟后的数据序列可能不是连续的数据序列，即两个相邻数据点之间的时间间隔不是采样周期，从而经过FIR滤波器后会引入跳变噪声。

发明内容

为了解决现有技术中延迟分辨率低，并且容易出现跳变信号出现噪声的问题，提供了一种超声波探伤中动态细分延迟的方法及装置，可以输出连续的采样序列去除动态延迟中的噪声，提高超声波探伤的准确度。

本发明实施例提供了一种超声波探伤中动态细分延迟的方法，包括，

获取阵元的采样点数据；

获取整数延迟量和分数延迟量；

对所述整数延迟量进行差分处理得到整数延迟量变化量；

根据所述整数延迟量变化量得到连续的整数延迟后的采样序列；

根据所述分数延迟量对所述采样序列进行分数延迟处理，得到精确细分延迟后的采样点数据。

根据本发明实施例所述的一种超声波探伤中动态细分延迟方法的一个进一步的方面，在获取整数延迟量和分数延迟量中还进一步包括，根据所述获取采样点数据时的写指针的位置加上所述整数延迟量得到读指针的位置。

根据本发明实施例所述的一种超声波探伤中动态细分延迟方法的再一个进一步的方面，所述差分处理包括，计算阵元当前整数延迟量和后续整数延迟量的变化得到所述整数延迟量变化量，所述整数延迟量变化量为0、1或2。

根据本发明实施例所述的一种超声波探伤中动态细分延迟方法的另一个进一步的方面，所述根据所述整数延迟量变化量得到连续的整数延迟后的采样序列中进一步包括，

当所述整数延迟量变化量为0时，所述读指针的位置向采样序列尾部采样点的下一个采样点移动，执行读数据操作，读入的采样点数据排入所述采样序列的尾部，所述采样序列向头部移动一个采样点数据；

当所述整数延迟量变化量为1时，保持当前采样序列；

当所述整数延迟量变化量为2时，所述读指针的位置向采样序列头部采样点的前一个采样点移动，执行读数据操作，读入的采样点数据排入所述采样序列的头部，所述采样序列向尾部移动一个采样点。

根据本发明实施例所述的一种超声波探伤中动态细分延迟方法的另一个进一步的方面，所述分数延迟处理包括，预先存储n组分数延迟的系数，所述每一组分数延迟系数以1/n采样周期为步进。

本发明实施例还提供了一种超声波探伤中动态细分延迟装置，包括，