【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波换能器，尤其涉及一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统。
技术介绍
1、超声波在界面的反射率是表征声耦合性能的重要参数，反射率越大，耦合性能越差。对超声波耦合剂而言，界面反射率大小不仅受耦合剂与被测材料之间的声阻抗影响，界面粗糙度和耦合压力也是十分重要的影响因素。耦合剂与被检工件表面直接接触，在压力作用下形成耦合界面。超声波通过界面传入工件实现检测。受界面粗糙度的影响，若所施压力不足以形成理想耦合界面，则界面内将残存少量空气。空气的声阻抗远低于界面声阻抗，将使耦合阻抗严重失配而达不到理想的传声效果，通过控制施加的载荷来控制固态耦合剂的状态，排除掉残留的空气，从而实现良好的耦合，但是初始涂敷的耦合剂厚度很难控制到完全相同，进一步地，即使耦合剂厚度相同，由于不同换能器之间的谐振频率、阻抗相位偏差等因素的影响，也会产生信号强度上的差异。因此设计出一种可实现探头高精度校准的工件监测系统具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有超声波固态耦合探头技术中存在的不足，提出了一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，消除了固态耦合剂初始涂敷对检测精度的影响，可实现探头的高精度校准。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现。
3、一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，包括发送端超声波换能器、接收端超声波换能器、硅胶固态耦合剂、超声波发送与接收电路4部分。
4、发送端超声波换能器形状为圆柱体，表面涂
5、接收端超声波换能器形状为圆柱体，表面涂敷硅胶固态耦合剂，使用时安装于待测物的上方。
6、硅胶固态耦合剂使超声波换能器与待测物充分接触，采用软硅胶，涂敷厚度为1mm。
7、超声波发送与接收电路分别与发送端超声波换能器、接收端超声波换能器电连接，用于发送端超声波换能器激励信号的产生、接收端超声波换能器接收信号的处理、绝对飞行时间的计算。
8、所述工件检测系统的校准方法包括以下步骤。
9、s1：匀速下压接收端换能器并监控接收信号，在首次出现大于100mv的接收信号时采集并储存对应的绝对飞行时间与接收信号幅值。
10、s2：持续下压接收端换能器，绝对飞行时间每减少62.5ns就采集并储存一次对应的绝对飞行时间与接收信号幅值。
11、s3：当绝对飞行时间减小至1000ns时，停止采集与接收端换能器的下压。
12、s4：对储存的信息进行分析，找到最佳耦合状态所对应的绝对飞行时间，将接收信号幅值变化率小于0.5的位置作为校准后的起始检测位置。
13、优选地，所述发送端超声波换能器发出的超声波信号穿过发送端超声波换能器硅胶固态耦合剂、待测物、接收端超声波换能器硅胶固态耦合剂到达接收端超声波换能器。
14、优选地，所述硅胶固态耦合剂的邵氏硬度为25a。
15、优选地，所述超声波发送与接收电路产生的激励信号频率为2mhz，脉冲数为10；每次检测时，通过超声波发送与接收电路控制发送和接收的超声波信号之间的绝对飞行时间的变化量相同，以保证每次硅胶压缩行程相同，从而使每次检测时施加的机械压力相同，排除掉硅胶固态耦合剂对检测的影响。
16、优选地，每次检测时均以当前超声波换能器下信号幅值随时间的变化率趋向于稳定时的绝对飞行时间进行计算，以保证每次检测时硅胶下压后的状态都处在最佳的耦合状态。
17、所述信号幅值随时间的变化率趋向于稳定的标准是在校准后的起始检测位置连续10次接收信号的幅值变化率小于0.5。
18、本专利技术的有益效果：通过选择2mhz频率的超声波换能器与硬度为25a、涂敷厚度为1mm的硅胶固态耦合剂组成的系统消除了固态耦合剂初始涂敷对检测精度的影响，可实现探头的高精度校准。
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1.一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，包括发送端超声波换能器、接收端超声波换能器、硅胶固态耦合剂、超声波发送与接收电路4部分，其中：
2.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，所述发送端超声波换能器发出的超声波信号穿过发送端超声波换能器硅胶固态耦合剂、待测物、接收端超声波换能器硅胶固态耦合剂到达接收端超声波换能器。
3.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，所述硅胶固态耦合剂的邵氏硬度为25A。
4.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，所述超声波发送与接收电路产生的激励信号频率为2MHz，脉冲数为10；每次检测时，通过超声波发送与接收电路控制发送和接收的超声波信号之间的绝对飞行时间的变化量相同，以保证每次硅胶压缩行程相同，从而使每次检测时施加的机械压力相同，排除掉硅胶固态耦合剂对检测的影响。
5.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，每次检测时均以当前超声波换
...【技术特征摘要】
1.一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，包括发送端超声波换能器、接收端超声波换能器、硅胶固态耦合剂、超声波发送与接收电路4部分，其中：
2.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，所述发送端超声波换能器发出的超声波信号穿过发送端超声波换能器硅胶固态耦合剂、待测物、接收端超声波换能器硅胶固态耦合剂到达接收端超声波换能器。
3.根据权利要求1所述的一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统，其特征在于，所述硅胶固态耦合剂的邵氏硬度为25a。
4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘福来，郑小龙，刘永广，张公森，杨忠洋，范建华，赵磊，陈维广，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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