一种超声波信号激发接收测试方法技术

本发明专利技术提供一种超声波信号激发接收测试方法，包括：利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号；利用发射端的声发射换能器将频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点；利用接收端的声发射换能器接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号；利用数据采集转换装置采集接收超声波信号中的波场信息；利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录。本发明专利技术能够利用室内可控振动频率扫描输出方式来进行地质模型的超声波激发接收测试，具有的超声波频率范围可控、频带宽的特点，丰富地质模型的超声检测方式，拓宽频带范围的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波振动检测领域，更具体地，涉及一种超声波信号激发接收测试方法。
技术介绍
超声波检测也叫超声探伤，是无损检测的一种。无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。当对固体材料进行测量时，发射探头和接收探头紧贴被测物体表面。发射头将电信号(一般为窄脉冲)转换为超声波信号；而接收头则将超声波信号转换为电信号。现有的野外地震勘探的方法，在测量时不能反映野外施工宽频接收的实际情况，而且现有的地震勘探方法施工需要大型仪器，如果需要开展试验，耗费人力、物力成本巨大。
技术实现思路
本专利技术提出了一种能够解决野外地震勘探过程中超声波频率范围不可控、以及由于勘探设备巨大导致的浪费人力物力的问题的超声波信号激发接收测试方法。根据本专利技术的一方面，提出了一种超声波信号激发接收测试方法，包括：利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号；利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将所述频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点；利用接收端的声发射换能器接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号；利用数据采集转换装置采集所述接收超声波信号中的波场信息；利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录。可选地，所述利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号之前，还包括：利用高压高频功率放大器对所述频率扫描超声波信号进行放大；将放大后的频率扫描超声波信号传送给发射端的声发射换能器。可选地，所述利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号，包括：利用函数发射器生成频率扫描子波信号；或者，利用D/A转换器生成频率扫描子波信号。可选地，所述方法还包括：用于控制发射端的声发射换能器的位置的六轴定位仪控制器控制发射端的声发射换能器移动到检测点；所述六轴定位仪控制器向所述发射端的声发射换能器发射用于启动所述发射端的声发射换能器的信号发射过程的第一同步信号。可选地，所述方法还包括：用于控制发射端的声发射换能器的位置的六轴定位仪控制器控制发射端的声发射换能器移动到检测点；所述六轴定位仪控制器向所述发射端的声发射换能器发射用于启动高速数模转换器的数据采集过程的第二同步信号。可选地，所述方法还包括：用于控制发射端的声发射换能器的位置的六轴定位仪控制器控制发射端的声发射换能器移动到检测点；所述六轴定位仪控制器向所述发射端的声发射换能器发射用于启动所述发射端的声发射换能器的信号发射过程的第一同步信号，以及，用于启动高速数模转换器的数据采集过程的第二同步信号。可选地，所述利用数据采集转换装置采集所述接收超声波信号中的波场信息，包括：利用高速数模转换器将接收超声波信号进行模数转换；提取经过模数转换的接收超声波信号中的波场信息。可选地，所述利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录，包括：利用处理器将频率扫描子波信号与所述波场信息进行互相关处理，得到处理结果；将所述处理结果确定为模拟地震勘探的波场记录。本专利技术的各方面通过利用信号发生装置可以按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号，利用发射端的声发射换能器可以将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将所述频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点，利用接收端的声发射换能器可以接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号，利用数据采集转换装置可以采集所述接收超声波信号中的波场信息，利用处理器可以根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录；实现了利用室内可控振动频率扫描输出方式来进行地质模型的超声波激发接收测试，来实现模拟可控震源地震勘探的超声振动探测方法。该方法具有的超声波频率范围可控、频带宽的特点，丰富地质模型的超声检测方式，拓宽频带范围的效果。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了本专利技术一种超声波信号激发接收测试方法的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的超声波信号激发接收测试方法的流程图，在本专利技术的一个实施例中，提供了一种超声波信号激发接收测试方法，该方法包括以下步骤。步骤101，利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号。在本专利技术实施例中，所述利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号，包括：利用函数发射器生成频率扫描子波信号；或者，利用D/A转换器生成频率扫描子波信号。在该步骤中，可以利用计算机控制D/A转换卡或任意函数发生器产生一个频率扫描信号，频率扫描信号根据实验需要进行设置(例如频率扫描区间：50KHz～800KHz，扫描时间2s，波形：正弦波)等。步骤102，利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将所述频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点。在本专利技术实施例中，可以将预先做好的模拟地质模型放置于三维坐标仪平台上待测，三维坐标仪平台包含三维定位装置和大型水槽，三维坐标仪平台包括两套三维坐标仪、伺服电机控制器和六轴定位仪控制器，三维定位装置用来定位信号激发接收时的坐标位置、大型水槽用来放置模拟地质模型，将两个宽频声发射探头(即声发射换能器)分别通过机械夹固定在一套三维坐标仪一个机械臂上；三维坐标仪根据计算机的命令使探头在X、Y、Z方向上进行移动；伺服电机控制器控制伺服电机的运行，伺服电机控制三维坐标仪的机械轴的运动；六轴定位仪控制器接收计算机的命令并在译码后送给伺服电机控制器，并根据需要将位置信号送给计算机，同时六轴定位仪控制器根据实验要求在到达检测点后发出同步信号启动声发射探头的信号发射过程和高速模数转换器的采集过程。在该步骤之前，可以利用高压高频功率放大器对所述频率扫描超声波信号进行放大，将放大后的频率扫描超声波信号传送给发射端的声发射换能器。步骤103，利用接收端的声发射换能器接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号。在该步骤之后，发射出的超声波信号后，可以将接收端的声发射换能器接收的、经过模拟地质模型传播的超声波信号，可以经过信号放大器进行信号放大。步骤104，利用数据采集转换装置采集所述接收超声波信号中的波场信息；在本专利技术实施例中，所述数据采集转换装置可以为高速数模转换器，所述高速数模转换器的采集时间要大于频率扫描输出时间(如扫描激发时间为2s，采集时间要达3s左右)，保证信号在地质模型传播后的信号全部接收。在该步骤中，利用高速数模转换器将接收超声波信号进行模数转换，提取经过模数转换的接收超声波信号中的波场信息。以及，步骤105，利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波信号激发接收测试方法，其特征在于，包括：利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号；利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将所述频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点；利用接收端的声发射换能器接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号；利用数据采集转换装置采集所述接收超声波信号中的波场信息；利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录。

【技术特征摘要】
1.一种超声波信号激发接收测试方法，其特征在于，包括：利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号；利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号，并将所述频率扫描超声波信号传送至待测的模拟地质模型的检测点；利用接收端的声发射换能器接收经过待测的模拟地质模型传播后的接收超声波信号；利用数据采集转换装置采集所述接收超声波信号中的波场信息；利用处理器根据频率扫描子波信号与所述波场信息得到模拟地震勘探的波场记录。2.根据权利要求1所述的超声波信号激发接收测试方法，其特征在于，所述利用发射端的声发射换能器将所述频率扫描子波信号转换为频率扫描超声波信号之前，还包括：利用高压高频功率放大器对所述频率扫描超声波信号进行放大；将放大后的频率扫描超声波信号传送给发射端的声发射换能器。3.根据权利要求1所述的超声波信号激发接收测试方法，其特征在于，所述利用信号发生装置按照测试要求的频率生成频率扫描子波信号，包括：利用函数发射器生成频率扫描子波信号；或者，利用D/A转换器生成频率扫描子波信号。4.根据权利要求1所述的超声波信号激发接收测试方法，其特征在于，所述方法还包括：用于控制发射端的声发射换能器的位置的六轴定位仪控制器控制发射端的声发射换能器移动到检测点；所述六轴定位仪控制器向所述发射端的声发射换能器发射用于启动所述发射端...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛诗桂，王辉明，宗遐龄，刘东方，赵群，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11