[发明专利]一种用于夹芯结构超声反射透射并行检测的信号采集方法

摘要

本发明属于航空宇航制造、交通、建筑、电子工程及无损检测等技术领域，涉及一种用于夹芯结构超声反射透射并行检测的信号采集方法。本发明采用的检测信号获取的设备包括发射接收换能器、接收换能器、超声发射单元、门选单元，反射信号处理单元、延时单元、透射信号处理单元、同步单元、数据采集单元。本发明只需对被检测复合材料夹芯结构一次扫描过程中的超声信号进行前置处理、采集记录，就可以同时用于超声反射法和穿透法扫描成像，其检测费时少、检测效率高、检测成本显著降低；高压超声脉冲激励原始信号不直接加载在前置处理的输入级，不会造成前置处理器的一级放大器阻塞和损坏，有助于提高检测结果的可靠性与准确性。

主权项

1.一种用于超声反射透射并行检测的信号采集方法，其特征是，用于超声反射透射并行检测信号获取的设备包括发射接收换能器(1)、接收换能器(2)、超声发射单元(3)、门选单元(4)，反射信号处理单元(5)、延时单元(6)、透射信号处理单元(7)、同步单元(8)、数据采集单元(9)，采集步骤是：①超声信号的产生与转换超声发射单元(3)在同步单元(8)输出的同步脉冲信号s0(t)控制下，产生高压激励脉冲信号uR2(t)，激励发射接收换能器(1)产生发射超声波(11)，再通过耦合介质传播到被检测复合材料夹芯结构(10)中，形成入射超声波(12)，其中，一部分入射超声波(12)在被检测复合材料夹芯结构(10)中形成反射超声波(13)被发射接收换能器(1)所接收转换为超声反射信号uR1(t)，另一部分入射超声波(12)透过被检测复合材料夹芯结构(10)后，形成透射声波(14)被接收换能器(2)所接收转换为超声透射信号uT(t)，同步移动发射接收换能器(1)和接收换能器(2)，在被检测复合材料夹芯结构(10)中各个不同检测点位置形成相应的超声反射信号uR1(t)和超声透射信号uT(t)；②超声反射信号和超声穿透信号的并行接收发射接收换能器(1)和接收换能器(2)对超声反射信号uR1(t)和超声透射信号uT(t)的并行接收，其中：1)超声反射信号的接收发射接收换能器(1)工作在超声反射模式，用于发射超声波(11)和接收来自被检测复合材料夹芯结构(10)的反射超声波(13)所形成的超声反射信号uR(t)，超声反射信号uR(t)中包括来自被检测复合材料夹芯结构(10)中反射超声波(13)形成的超声反射信号uR1(t)和来自超声发射单元(3)激励脉冲产生的激励脉冲信号uR2(t)，即：uR(t)＝uR1(t)+uR2(t)      (1)通常uR2(t)远比uR1(t)大，在时序上，uR1(t)要比uR2(t)滞后一个时间差Δt到达发射接收换能器(1)；2)透射信号的接收接收换能器(2)工作在超声穿透模式，用于接收透过被检测复合材料夹芯结构(10)的透射声波(14)转换后形成的超声透射信号uT(t)；③超声反射信号uR1(t)的提取利用门选单元(4)对高压激励脉冲原始信号进行分离，延时单元(6)产生在时序上滞后s0(t)一个时间差Δt的s1(t)，控制门选单元(4)的导通时间，门选单元(4)根据被检测复合材料夹芯结构(10)的厚度或者根据F和B之间的时间宽度控制断开时间，实现对超声反射信号uR(t)中的uR1(t)的提取和uR2(t)的隔离，使经过门选单元(4)后的超声反射信号中只有uR1(t)；④超声反射信号和超声穿透信号的并行采集与存储数据采集单元(9)对来自反射信号处理单元(5)输出的超声反射信号u'R1(t)进行数字化采集，形成数字化后超声反射信号u"R1(t)，同时，对来自透射信号处理单元(7)输出的超声透射信号u'T(t)进行数字化采集，形成数字化后超声透射信号u"T(t)，u"R1(t)和u"T(t)分别按照数据链接的形式缓存数据采集单元(9)中的存储器中，通过与数据采集单元(9)相连接的外部计算机系统，进行数据交换。