超声检测(UT)系统的信号处理技术方案

一种用于压缩数字数据的超声检测系统，这种系统包括： 一个脉冲电路，用于用一个电压信号激发一个超声换能器，并从所述换能器接收模拟数据信号； 一个用于确定采集间隔的定时电路； 一个Ａ／Ｄ转换器，在所述采集间隔内将所述模拟数据信号转换成数字数据； 一个用于确定数字数据采样组的计数器电路； 一个峰值检测器电路，用于采集每个数字数据采样组中的数字数据的峰值；以及 一个存储器，用于从每个数字数据采样组中只存储一个所述数字数据的峰值，由此，把所述数字数据压缩成所述峰值。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及超声检测系统，更具体地说，涉及用于无损成像检测的超声检测系统，这种无损成像检测采用了把超声传感器信号转化为数字信号的A/D转换。已知非侵入性超声检测系统有众多用途，例如，裂缝的检测和关于结构的完整性。典型的超声检测系统具有一条单独的模拟数据采集通道并具有数据处理能力。把所接收的模拟数据转换为数字形式并在显示成图像之前处理所接收的模拟数据。因为扫描速率最好尽可能地快，并且由于大面积扫描，超声检测系统要存储和处理大量数字数据。不过，裂缝和结构缺陷通常只占超声检测探头扫描区域的一小部分，因此，也就仅占所有储存数据的一小部分。由于数据量很大的原因，传统的超声检测系统要求大的存储能力和强的处理能力，而仅仅是为了最少量的有关的数据。除了要求大的存储能力和强的处理能力外，存储和处理数据量很大，使得难以用通用的计算机和软件快速处理数据。因此，现有技术中的一个问题就是要能够快速扫描部件，这就需要大量的数据，特别是需要某种数据压缩的时候。尽管某些超声检测系统可容纳一个以上的通道，这些系统典型地将不同通道的信号时分多路传输到一起。这些系统仍要求大的存储区域，而且，由于附加的通道容量，通常更大、更笨重、并且更昂贵。不过，多通道检测系统还是比较慢，这是由于这样一个事实，这就是它们一般一次只将一个通道转换为数字信号，并且要求通用的计算机硬件和软件来处理大量的原始数据。本专利技术的目的是提供一种超声检测系统，这种超声检测系统能以优异的性能价格比提供扫描区域的实时图像。本专利技术的另一个目的是提供一种能压缩所接收的超声换能器信号中的数据的超声检测系统。本专利技术的另一个目的是提供一种超声检测系统，这种超声检测系统能压缩所接收的超声换能器信号中的数据，并且能只存储某一阈值以上的偏移内或该偏移附近的数据。本专利技术的进一步的目的是提供一种超声检测器，这种超声检测器提供了一种数字硬件门电路。本专利技术还有一个进一步的目的就是快速处理一个以上通道的数据。在下面的说明中将说明本专利技术的另外一些目的、优点和新颖的特性，而且，当本领域普通技术人员阅读了这个说明或实施本专利技术时，所述这些目的、优点和新颖的特性就立刻会变得明显。可由所附的权利要求书来实现和达到本专利技术的目的和优点。要达到前述和其它目的，按照本专利技术，如此处具体和概括地说明的那样，一个超声检测电路具有一个脉冲电路，这个脉冲电路用电压信号激发超声换能器并用于从该换能器接收模拟数据信号。一个模数转换器接收模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号。一个定时电路确定延迟和采样间隔。一个计数器电路确定数字化数据采样的组数，优选的为2到16个，或者更多。在指定的延迟后，一个峰值检测器电路对每一组数字数据采样获得一个峰值。然后，存储每一组的峰值，由此，波形数据被压缩，优选地，被压缩至2到16倍或更高。按照本专利技术的另一个方面，采样间隔定义为在使用者确定的搜索间隔期间，在由使用者确定的阈值以上的数字化数据的偏移之前的起始时间和之后的结束时间这样的一段时间。超声检测系统以这种方式提供了数字数据的基于阈值的、游程长度偏码，以高达128∶1的附加倍率压缩数据。而按照本专利技术的另一个方面，超声检测系统为存储某些数据而提供了数字硬件门电路。硬件门电路可搜索所接收的超声换能器信号并对于一个由使用者所确定的间隔存储峰值的幅度和极性以及与该峰值有关的传播时间间隔。可以选择地，硬件门电路可搜索信号，并存储在一个由使用者所确定的间隔内、对应于通过一个由使用者所确定的阈值的信号的第一偏移的传播时间间隔。在一个由使用者所确定的时间周期内可以延迟这些门电路，或者，可延迟波形存储，直到换能器信号超过一个由使用者所确定的阈值。按照本专利技术的另一个方面，一个超声检测系统从各超声换能器接收一个以上的模拟信号。把数据转换为数字数据，同时使来自一个换能器的数据相对于至少一个另外的换能器被延迟。以这种方式，可在进行其它信号处理的同时处理一个以上的数据信号，并且能快速、实时地显示结果。由本说明书的详细说明，并与附图及其中所写的说明结合在一起，本专利技术的这些和其它一些特性就会很明显。所附的构成说明书一部分的附图说明了本专利技术的实施例，并与说明书一起用来说明本专利技术的原理。在附图中图1(包括图1A、1B和1C)是本专利技术的优选实施例的超声检测系统的方框图；图2(包括图2A、2B、2C、2D、2E和2F)是图1所示的A/D转换器的方框图；图3(包括图3A、3B、3C、3D、3E和3F)是图2所示的一个现场可编程门阵列(FPGA)的方框图；图4是整流电路的示意图；图5(包括图5A、5B、5C和5D)是图3所示的视频电路的方框图；图6(包括图6A、6B、6C、6D、6E和6F)是图3所示的RLL电路的一张方框图；图7(包括图7A、7B、7C、7D、7E和7F)是图3所示的FIFO WRIT电路的一张方框图；图8(包括图8A、8B、8C和8D)是图7所示的PRESTORE电路的一张方框图；图9(包括图9A、9B、9C、9D、9E和9F)是图2所示的比较器FPGA的一张方框图；图10(包括图10A、10B、10C、10D、10E和10F)是图9所示的一个比较传播时间间隔的COMPTOF电路的一张方框图；图11(包括图11A、11B、11C和11D)是图2所示的定时器FPGA的一块方框图；图12(包括图12A、12B、12C和12D)是图11所示的定时器电路的一张方框图；图13(包括图13A、13B、13C和13D)是图12所示的传播时间间隔TOF电路的一张方框图；图14(包括图14A和14B)是图9所示的ISA电路的一张方框图；图15(包括图15A、15B、15C、15D和15E)是图4所示的ISAOUT电路的一张方框图；图16(包括图16A、16B、16C和16D)是图12所示的EVENCNT电路的一张方框图；图17(包括图17A、17B、17C和17D)是图11所示的MC电路的一张方框图；图18(包括图18A、18B、18C、18D、18E和18F)是图17所示的MCMASTER电路的一张方框图；而图19(包括19A、19B、19C和19D)是图17所示的MCSLAVE电路一张方框图；优选实施例的详细说明现在详细说明本专利技术的优选实施例，附图中示出了该优选实施例的一个例子。参照图1，本专利技术的超声检测系统10包括一个可与许多块插件板连接的中央处理单元(CPU)9。尽管图1示范性的系统10有8块插件板，应该了解，系统10可具有更多或更少数量的插件板。每块插件板包括一对脉冲发生器和前置放大电路12和14，这对脉冲发生器和前置放大电路的每一个直接与超声换能器7连接。脉冲发生器和前置放大电路12和14的每一个都具有一个能用高压脉冲激发超声换能器7的脉冲电路，并具有一个能放大从超声换能器7所得到的返回信号的前置放大电路。脉冲发生器12和前置放大电路12和14产生RF输出信号，该RF输出信号被倍增进入二级放大器16，二级放大器16具有与一个A/D转换器18连接的输出端。超声检测系统10中的每块插件板还包括一个栅极控制电路11、一个ISA总线接口电路13、以及一个电源15。系统10还包括一个用于显示扫描结果的显示器5，尽管没有示出，还包括任何诸如键盘或鼠标器那样的合适的输入装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·迪克尔曼，M·A·卡梅尔林，S·L·克莱恩，M·圣·马丁，D·S·勒奥纳尔德，
申请(专利权)人：ABB燃烧工程核力公司，
类型：发明
国别省市：