[发明专利]一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置及实现信号的处理方法。属于焊接结构质量检测技术领域。

背景技术

线性调频信号在超声检测焊接结构中具有很强的抗多径干扰及目标缺陷分辨能力、很强的抗噪声干扰能力和降低信号的发射功率的特点，而且有利于超声探头的小型化。线性调频信号激励的超声检测可以提高焊接结构中缺陷识别精度，可以解决超声波在大厚度焊接结构检测中声波穿透深度与检测分辨率的矛盾，可以提高粗晶材料超声检测的信噪比。但是线性调频信号激励的超声回波信号是宽脉冲信号，需要经过脉冲压缩处理后才可以在实际中应用。现有的线性调频信号激励的超声回波信号的脉冲压缩处理一般是在PC机上通过matlab等软件实现的，运算速度依赖PC机的性能，因此需要一种可以脱离PC机的基于硬件芯片的脉冲压缩处理，便于设备的小型化。

发明内容

本发明是为了解决现有的线性调频信号激励的超声回波信号的脉冲压缩处理在PC机上进行，导致处理装置体积大、不便于携带的问题。而提出了一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置及处理方法。

一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置，它包括超声波探头，它还包括前置放大单元、信号采集单元一、信号采集单元二和信号实时处理单元，

超声回波探头，用于对待检测的焊接结构进行扫描，采集经焊接结构反射的超声回波信号，并将采集结果发送给前置放大单元，

所述前置放大单元，用于对接收到的电信号进行放大，并将放大结果传给信号采集单元一，

所述信号采集单元一，用于将接收的信号转换成数字信号之后，将该数字信号作为数字回波信号传送给信号实时处理单元；

信号信号采集单元二，用于与所述信号采集单元一同步进行信号采集，采集产生检测用超声波信号的超声波探头的激励信号，并将其转换成数字信号后作为数字激励信号传送给信号实时处理单元；

所述信号实时处理单元，用于对接收到的所有信号做脉冲压缩处理，然后发送至外部通信接口。

采用一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置实现信号实时处理方法，所述方法包括：

信号实时处理单元对接收到的数字激励信号进行共轭信号处理，获得数字激励信号的共轭信号的步骤；

信号实时处理单元对接收到的数字激励信号的共轭信号沿垂直轴左右翻转，获得翻转的数字激励信号的共轭信号的步骤，

信号实时处理单元对接收到的翻转的数字激励信号的共轭信号和数字超声回波信号，做傅里叶变换的步骤，

信号实时处理单元对接收到的傅里叶变换数据进行数据点对点相乘，获得相乘数据的步骤，

信号实时处理单元对接收到的相乘数据进行逆傅里叶变换的步骤，

信号实时处理单元对接收到的逆傅里叶变换数据进行希尔伯特变换，获得超声回波压缩处理信号的步骤。

本发明采用超声波探头将接收到的超声波信号转换成电信号，经由前置放大单元将信号放大，再经过信号采集单元一将采集到的模拟信号转换成数字信号，同时信号采集单元二将采集激励信号，并转换成数字信号，转换后的超声波信号和激励信号传送给信号实时处理单元，经由信号实时处理单元做脉冲压缩处理，将处理结果发至外部通信接口；该装置由信号实时处理单元进行脉冲信号处理，因此整个装置的体积小，便于携带，同比现有采用PC机做脉冲压缩处理的装置体积要小一倍以上。它可用于由线性调频信号激励的超声检测设备中。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置与上位机的状态示意图；

图2为具体实施方式二所述的信号实时处理单元的原理示意图；

图3为具体实施方式六所述的信号实时处理单元的信号处理流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于线性调频信号激励的超声回波信号实时处理装置，它包括超声波探头1，它还包括前置放大单元2、信号采集单元一3、信号采集单元二4和信号实时处理单元5，

超声回波探头1，用于对待检测的焊接结构进行扫描，采集经焊接结构反射的超声回波信号，并将采集结果发送给前置放大单元2，

所述前置放大单元2，用于对接收到的电信号进行放大，并将放大结果传给信号采集单元一3，

所述信号采集单元一3，用于将接收的信号转换成数字信号之后，将该数字信号作为数字回波信号传送给信号实时处理单元5；