[发明专利]超声波测量设备和方法

权利要求书

1.一种用于确定对象的厚度的方法，包括：

朝向所述对象发射超声波信号；

接收由所述对象的第一和第二表面反射的所述超声波信号的回波序列；

数字化和存储所述超声波信号的所述接收的回波序列；

不使用门控时间间隔来检测所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值；

将信号识别算法应用到所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的所述至少一对最大振幅峰值；

在所述数字化的接收的回波序列中内插所述最大振幅峰值中的至少一个；

测量至少一对最大振幅峰值之间的持续时间；以及

基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度的步骤包括计算所述对象的所述第一和第二表面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测的步骤包括确定所述至少一对最大振幅峰值中的每个超过预定的阈值振幅。

4.根据权利要求1所述的方法，其中应用信号识别算法的步骤包括将时间振幅时间轨迹曲线算法应用到所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，应用振幅时间轨迹曲线算法的步骤包括以下步骤：选择在最大振幅峰值之前检测的峰值的预定数量，选择在所述最大振幅峰值之后检测的峰值的预定数量，以及选择所述最大振幅峰值的预定振幅阈值。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，内插所述最大振幅峰值中的至少一个的步骤包括通过根据以下的N阶多项式表示所述最大振幅峰值中的所述至少一个：

其中，t_i为采样时间，i=0,1…N，并且a_n为所述多项式的系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中使用下面的方程，从基于时间的所述N阶多项式的一阶导数关于所述最大振幅来确定所述最大振幅峰值中的所述至少一个的时间延迟：

。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将延迟值t=t₀并入到所述N阶多项式的以下方程来确定所述最大振幅：

。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将所述确定的延迟时间并入到所述N阶多项式的以下方程来确定所述最大振幅：

。

10.一种用于确定对象的厚度的方法，包括：

朝向所述对象发射超声波信号；

接收由所述对象反射的所述超声波信号的回波序列；

数字化和存储所述超声波信号的所述接收的回波序列；

不使用门控时间间隔来检测所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值；

测量所述至少一对最大振幅峰值之间的持续时间；以及

基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中数字化的步骤包括以40MHz到200MHz的采样率对所述接收的回波序列进行采样。

12.根据权利要求11所述的方法，其中数字化的步骤进一步包括以8位到32位的分辨率将所述接收的回波序列数字化。

13.根据权利要求11所述的方法，其中数字化的步骤进一步包括使用多个并联连接的放大器来放大所述接收的回波序列，每个放大器连接到多个重叠模数转换器中的一个，并且每个放大器设置为不同放大级。

14.根据权利要求10所述的方法，其中检测的步骤包括确定所述至少一对最大振幅回波中的每一个超过预定的阈值振幅。

15.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值的步骤包括将振幅时间轨迹曲线算法应用到所述超声波信号的所述接收的数字化的回波序列。

16.根据权利要求15所述的方法，其中测量所述至少一对最大振幅峰值之间的持续时间的步骤包括，在所述数字化的接收的回波序列中内插所述最大振幅峰值中的至少一个。