En la producción industrial y las pruebas de calidad, El medidor de espesor ultrasónico de forma de onda se ha convertido en un equipo clave con las ventajas de sin contacto y alta precisión. Sin embargo, la señal ultrasónica original es vulnerable a la interferencia acústica, lo que afecta directamente la precisión de la medición del espesor. Dominar las habilidades científicas de procesamiento de señales es el eslabón central para mejorar el rendimiento del instrumento.
I. supresión de ruido: "eliminar la falsificación y preservar la verdad" para la señal
Las señales ultrasónicas son vulnerables a la interferencia electromagnética ambiental y la dispersión de materiales en la propagación para producir ruido. Los métodos de procesamiento comunes incluyen la combinación de filtro de hardware y reducción de ruido de software: el filtro de paso de banda (como 0,5 - 10 mhz) se utiliza en el hardware para filtrar la deriva de baja frecuencia y el desorden de alta frecuencia; A nivel de software, se puede utilizar la transformación de ondas para separar el ruido de la señal efectiva a través de la descomposición a múltiples escalas: seleccionar una base de ondas ortogonal como db4, descomponer la señal ruidosa en 3 - 5 capas, umbral para procesar el coeficiente de alta frecuencia y reconstruir, lo que puede conservar eficazmente las características del borde del eco. Además, la media de múltiples mediciones puede reducir el ruido aleatorio, especialmente adecuado para la detección de piezas de paredes delgadas o materiales de alta atenuación.
II. extracción de características: "identificación" para bloquear el eco
El cálculo del espesor depende de la diferencia de tiempo entre la primera y la onda inferior, por lo que es necesario identificar con precisión la posición del eco. El método de umbral tradicional es vulnerable a la interferencia de las fluctuaciones de ruido y se puede optimizar en combinación con el "método de detección de mutación de pendiente + método de centro de gravedad de energía": primero se calcula el gradiente de energía a corto plazo de la señal, y el punto de aumento repentino del gradiente de posicionamiento se utiliza como punto de partida de eco candidato; A continuación, se corrige el desplazamiento causado por el ruido calculando el Centro de ponderación energética de la señal cerca del punto. Para las estructuras multicapa (como recubrimiento + matriz), se puede utilizar un algoritmo de Correlación cruzada para coincidir con la plantilla de eco de un bloque de prueba de espesor conocido para lograr el reconocimiento automático de una interfaz compleja.
III. compensación dinámica: "ajuste adaptativo" para hacer frente al entorno
Los cambios de temperatura pueden causar la deriva de la velocidad del sonido de la sonda (por ejemplo, la velocidad del sonido en el acero cambia alrededor de 1 M / s por ℃), lo que requiere compensación en tiempo real. La temperatura de la pieza de trabajo se puede monitorear a través de un sensor de temperatura integrado, llamando a la curva de velocidad de sonido y temperatura preestablecida para corregir la diferencia de tiempo; Si se desconoce la velocidad del sonido del material, se puede utilizar el "método de par de sonda doble" - utilizando una sonda de generación y recepción para medir directamente la velocidad del sonido, eliminando el impacto de las fluctuaciones del espesor de la capa de acoplamiento. Además, el Estado del acoplador (como burbujas, secado) puede causar atenuación de la señal, lo que puede ajustar dinámicamente la ganancia monitoreando la amplitud del eco para garantizar que la señal débil todavía se pueda capturar eficazmente.