[发明专利]一种超声探头使用时的自动温控系统及方法、超声波探头

说明书

本发明属于超声波检测温度控制技术领域，公开了一种超声探头使用时的自动温控系统及方法、超声波探头，所述超声探头使用时的自动温控系统包括：摄像模块、温度采集模块、主控模块、超声速度测量模块、降温模块、匹配模块、警报模块、显示模块。本发明通过超声速度测量模块将超声传播速度表示为随位置和时间变化的分段函数模型，可对任意随温度变化的超声波传播速度进行识别且不需要任何先验知识；具有测量速度快、成本低等优势；同时，通过匹配模块利用探头参数以获取探头驱动参数并根据探头驱动参数驱动超声探头，解决超声探头与超声设备主部件自适应匹配问题，提高超声设备应用的灵活性。

技术领域

本发明属于超声波检测温度控制技术领域，尤其涉及一种超声探头使用时的自动温控系统及方法、超声波探头。

背景技术

超声波探头是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声波的检测性能。在超声检测中使用的探头，是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。探头中的关键部件是晶片，晶片是一个具有压电效应的单晶或者多晶体薄片，它的作用是将电能和声能互相转换。然而，现有超声探头超声波速度测量周期长、操作不便，并容易引入测量误差；同时，现有超声设备主部件是不同厂家生产的，一般只能配置本厂家生产或销售的超声探头，限制了超声设备生产组装的灵活性。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有超声探头超声波速度测量周期长、操作不便，并容易引入测量误差；同时，现有超声设备主部件是不同厂家生产的，一般只能配置本厂家生产或销售的超声探头，限制了超声设备生产组装的灵活性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种超声探头使用时的自动温控系统及方法、超声波探头。

本发明是这样实现的，一种超声探头使用时的自动温控方法，所述超声探头使用时的自动温控方法包括以下步骤：

步骤一，摄像模块利用摄像头采集超声探头工作场景图像数据；温度采集模块利用温度传感器实时采集超声探头温度数据；

步骤二，主控模块通过超声速度测量模块利用测量设备测量超声波传播速度数据；

步骤三，降温模块利用制冷器对超声探头制冷降温操作；

步骤四，匹配模块利用自动适配程序对超声探头与超声设备主部件进行自适应匹配操作；

步骤五，警报模块利用警报器根据异常温度数据及警报通知；

步骤六，显示模块利用显示器显示采集的超声探头工作场景图像、温度数据信息。

进一步，所述超声探头使用时的自动温控方法的超声速度测量方法包括：

(1)通过测量设备获取试件室温状态下的超声波传播速度V₀；

(2)对试件进行加热，由超声波脉冲回波法，试件t_i时刻的超声波传播时间t_i,exp；

(3)建立超声波传播速度测量的优化模型。优化的目标函数为：

其中：V为待测量的超声传播速度；t_i,cal为数值计算得到的t_i时刻的超声波传播时间，下标i表示的测量时间序数，N表示总的测量时间点数；L为试件被测方向的长度；

约束条件为：