The invention discloses an ultrasonic echo ultrasonic detection device, device and method, which comprises a microprocessor, picosecond timing chip, waveform shaping circuit, control gate circuit, filter amplifier circuit, zero crossing detection circuit, a gate circuit, the first counter second, counter and the third counter; picosecond timing chip provides the transmitted pulse signal, the timing is started transmitting pulse signal to the ultrasonic transmitting probe, and gate circuit for anastomosis compared to the ultrasonic echo signal and the original signal, in the identical case, second counter output signal to the picosecond timing chip, the stop time, to obtain timing results, the microprocessor according to the timing results calculated from the ultrasonic wave the measured time of propagation of objects. The present invention in access to basic information on the ultrasonic echo accurately calculated the ultrasonic echo information in the measured propagation time of objects, to ensure the detection accuracy of material characteristics of ultrasonic echo detection based on information.
【技术实现步骤摘要】
一种超声波检测装置中超声波回波处理装置及方法
本专利技术涉及超声波检测类仪器设备的相关技术,特别涉及一种超声波检测装置中超声波回波处理装置及方法。
技术介绍
由于超声波在不同成分构成的物质中传播的速度存在差别,所以可以利用该特性进行物质构成特征的检测,通常将超声波穿过被测物体,然后根据超声回波的信息得出被测物体的相关特征,比如超声波浓度检测、超声波探伤、超声波测距等等。超声回波的信息最重要的就是时差,即超声波从发射开始到经过物体后经接收探头探测到第一个回波止所间隔的时间差。随着被测物体种类、大小等的不同,所用超声波的频率、超声回波的时差大小和精度要求等有很大区别,比如超声波浓度检测的时差通常只有10微妙的级别,而其时间精度需要到纳秒甚至皮秒的级别,否则测量结果的可信度不高。因此如何精确获取该时间差是此类应用的技术关键所在。例如,在基于超声波的相对血容量检测时,系统采用频率2~5MHz的超声波,被测血液容器宽度约2cm,回波时差约15μs,不同浓度的血液其对应的回波时差不同,血液透析患者在透析过程中随着超滤量的不断变化,血液浓度相应改变,根据超声回波的时差信息就可以评估其总体血容量的相对变化,由于透析前后血容量的相对变化只有10%-20%,对应的回波时差总体变化则只有1.5-3μs,为了显示出即时的微小改变,因此对超声回波时差的测量需要达到纳秒甚至皮秒的级别。超声回波测时精度的提高至少取决于两个基本方面,其一是测时方式的选用,其二是第一个超声回波波峰的获取。在测时方式上,传统的测时方法有循环N次测时法、锁相环测时法、单片机定时器直接测时法、脉冲计数法等,其测 ...
【技术保护点】
一种超声波检测装置中超声波回波处理装置,其特征在于,包括微处理器、皮秒级计时芯片、波形整形电路、控制门电路、滤波放大电路、过零检测电路、与门电路、第一计数器、第二计数器和第三计数器;所述皮秒级计时芯片的数据IO端口连接微处理器,通过数据IO端口接收微处理发送的控制指令以及发送计时结果至微处理器;所述皮秒级计时芯片的启动计时信号输入端连接微处理器,微处理器通过启动计时信号输入端发送启动计时信号至皮秒级计时芯片,启动皮秒级计时芯片开始计时;所述皮秒级计时芯片的脉冲信号输出端连接波形整形电路的输入端,波形整形电路的输出端分别连接第一计数器的输入端和第三计数器的输入端,通过第一计数器和第三计数器分别对波形整形电路输出的脉冲信号进行计数;所述控制门电路输入端分别连接皮秒级计时芯片的脉冲信号输出端、第一计数器的输出端以及微处理器与皮秒级计时芯片的启动计时信号输入端连接的一端;所述控制门电路的输出端通过驱动放大电路连接超声波发射探头;所述控制门电路在接收到微处理器发送的启动计时信号且第一计数器的计数未达到第一计数限值时,将皮秒级计时芯片输出的脉冲信号传送至驱动放大电路,通过驱动放大电路后发送至超声波 ...
【技术特征摘要】
1.一种超声波检测装置中超声波回波处理装置,其特征在于,包括微处理器、皮秒级计时芯片、波形整形电路、控制门电路、滤波放大电路、过零检测电路、与门电路、第一计数器、第二计数器和第三计数器;所述皮秒级计时芯片的数据IO端口连接微处理器,通过数据IO端口接收微处理发送的控制指令以及发送计时结果至微处理器;所述皮秒级计时芯片的启动计时信号输入端连接微处理器,微处理器通过启动计时信号输入端发送启动计时信号至皮秒级计时芯片,启动皮秒级计时芯片开始计时;所述皮秒级计时芯片的脉冲信号输出端连接波形整形电路的输入端,波形整形电路的输出端分别连接第一计数器的输入端和第三计数器的输入端,通过第一计数器和第三计数器分别对波形整形电路输出的脉冲信号进行计数;所述控制门电路输入端分别连接皮秒级计时芯片的脉冲信号输出端、第一计数器的输出端以及微处理器与皮秒级计时芯片的启动计时信号输入端连接的一端;所述控制门电路的输出端通过驱动放大电路连接超声波发射探头;所述控制门电路在接收到微处理器发送的启动计时信号且第一计数器的计数未达到第一计数限值时,将皮秒级计时芯片输出的脉冲信号传送至驱动放大电路,通过驱动放大电路后发送至超声波发射探头;超声波接收探头通过滤波放大电路连接过零检测电路的输入端,过零检测电路的输出端和波形整形电路的输出端分别连接与门电路的两个输入端;所述与门电路的输出端连接第二计数器的输入端,通过第二计数器为与门电路输出的脉冲信号进行计数;第三计数器的输出端连接第二计数器的计数控制端,通过第三计数器的输出信号控制第二计数器停止计数;所述第二计数器中最低位状态输出端连接第三计数器的计数控制端,通过第二计数器启动第三计数器开始计数;第二计数器的输出端连接皮秒级计时芯片的停止计时信号输入端,在第二计数器计数达到第二计数限值时,皮秒级计时芯片通过停止计时信号输入端接收到停止计时信号。2.根据权利要求1所述的超声波检测装置中超声波回波处理装置,其特征在于,所述滤波放大电路的输出端通过幅度采集电路连接微处理器。3.根据权利要求1所述的超声波检测装置中超声波回波处理装置,其特征在于,所述皮秒级计时芯片的型号为TDC-GP2。4.根据权利要求1所述的超声波检测装置中超声波回波处理装置,其特征在于,所述微处理器为MSP430单片机。5.一种基于权利要求1所述超声波检测装置中超声波回波处理装置实现的超声波检测装置中超声波回波处理方法,其特征在于,步骤如下:S1、微处理器发送启动计时信号至控制门电路和皮秒级计时芯片,皮秒级计时芯片接收到启动计时信号后开始计时;同时皮秒级计时芯片脉冲信号输出端发送的脉冲信号通过波形整形电路整形后分别发送至第一计数器、第三计数器和与门电路;S2、第一计数器接收到波形整形电路发送的信号后开始计数,控制门电路在接收到微处理器发送的启动计时信号且第一计数器计数未达到第一计数限值时,将皮秒级计...
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