Na produção industrial e na inspeção de qualidade, o medidor de espessura ultrasônico em forma de onda se torna um equipamento chave com vantagens como não contato e alta precisão. No entanto, o sinal ultrasônico original é vulnerável à interferência do ruído, o que afeta diretamente a precisão da medição da espessura. O domínio das técnicas científicas de processamento de sinais é um elemento central para melhorar o desempenho do instrumento.
Supressão de ruído: sinal para "falsificar a verdade"
O sinal ultrasônico é vulnerável à interferência eletromagnética ambiental e à dispersão de materiais durante a transmissão. Os métodos comuns de tratamento incluem a combinação de filtragem de hardware e redução de ruído de software: filtros de banda (por exemplo, 0,5-10MHz) são usados no hardware para filtrar a deriva de baixa frequência e a confusão de alta frequência; O nível do software pode aplicar a transformação de onda pequena, separando o ruído e o sinal eficaz através da decomposição em múltiplas escalas - escolha a base de onda pequena ortogonal como db4, decomposição de 3-5 camadas do sinal com ruído, limiar de processamento de alta frequência e reconstrução, pode efetivamente manter as características da borda do eco. Além disso, a medição múltipla reduz o ruído aleatório em média, especialmente para a detecção de peças de parede fina ou materiais de alta degradação.
Extração de características: bloqueio de "identificação de eco"
O cálculo da espessura depende da diferença de tempo entre a onda inicial e a onda inferior, por isso é necessário identificar com precisão a posição do eco. O método de limiar tradicional é vulnerável à flutuação do ruído e pode ser otimizado em combinação com o método de detecção de mutação de inclinação + centro de gravidade energético: primeiro, o gradiente energético de curto prazo do sinal é calculado e o ponto de aumento abrupto do gradiente é posicionado como ponto de partida de eco candidato; Em seguida, corrija o desvio causado pelo ruído calculando o centro de energia do sinal perto do ponto. Para estruturas de camadas múltiplas (por exemplo, revestimento + matriz), um algoritmo correlacionado pode ser usado para combinar modelos de eco com blocos de teste de espessura conhecida para o reconhecimento automático de interfaces complexas.
Compensação dinâmica: adaptação ao ambiente
A mudança de temperatura pode causar a desvia da velocidade do som da sonda (por exemplo, a velocidade do som no aço varia cerca de 1 m / s por ℃) e requer compensação em tempo real. A temperatura da peça de trabalho pode ser monitorada através de um sensor de temperatura integrado, chamando a curva predefinida de velocidade sonora - temperatura para corrigir a diferença de tempo; Se a velocidade do som do material for desconhecida, você pode usar a "sonda dupla" - medir diretamente a velocidade do som usando uma sonda de recepção e uma sonda para eliminar o efeito da flutuação da espessura da camada de acoplamento. Além disso, os estados de acoplamento (por exemplo, bolhas, seco) podem levar à diminuição do sinal e o ganho pode ser ajustado dinamicamente através do monitoramento da amplitude de eco para garantir que o sinal fraco ainda possa ser capturado de forma eficaz.