1.
鋼板超聲波測厚儀的往返時間的測量
往返時間的測量有以下三種方法:
(1)測量發(fā)射波T與*次底波B1之間的時間;
?。?)測量*次底波B1與第二次底波B2之間的時間;
?。?)測量其后任意兩相鄰波之間的時間。
以上三種測量方式的選擇可以通過不同的電路來實現(xiàn),但它們對鋼板超聲波測厚儀的性能有很大的影響。如果選擇*種測量方法,則因發(fā)射脈沖幅度特別大,且種測量方法,由于脈寬窄,能探測薄的材料,此時若用高頻探頭(10MHz),就能探測更薄的材料,因而拓寬了鋼板超聲波測厚儀測量下限。如果選擇第三種測量方法,效果和第二種不相上下,但數(shù)據(jù)采集較困難,且雜波較多。第二和第三種測量方法的測量電路較復雜,成本較高。我們在研制過程中,考慮到量程要求,采用了第二種測量方法。為了方便實現(xiàn)電路,我們在發(fā)射超聲波的同時設(shè)計了一個計數(shù)門,由門脈沖控制計數(shù)的起始位置。
2.鋼板超聲波測厚儀的高速數(shù)據(jù)采集
由于探頭工作頻率zui高為5MHz,按照采樣定理,數(shù)據(jù)采集速度需在10MHz以上,通常選擇為工作zui高頻率的4~5倍,本系統(tǒng)中使用的采樣頻率為50MHz。鋼板超聲波測厚儀的精度也和數(shù)據(jù)采集速度密切相關(guān),例如,鋼在聲波縱波的傳播速度為5900m/s,在一個周期內(nèi)通過的折反距離為147(mm)。所以儀器的測量精度基本能滿足要求,然后再采取一些其它補償措施,例如自動校準補償、軟件補償?shù)?,使鋼板超聲波測厚儀的精度達到0.01mm。