[发明专利]一种超声波信号处理方法

权利要求书

1.一种超声波信号处理方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

步骤1、利用超声波对被检工件进行壁厚测量，采集并存储仅包含共振波的射频信号数组；

步骤2、创建逼近离散曲线；

步骤3、以步骤2中逼近离散曲线为窗函数，与步骤1采集的射频信号数组数据进行卷积计算，获得新的曲线；

步骤4、获取步骤3中新曲线的周期特征点的采样位置；

利用搜索算法获取曲线ArrayResonance所有拐点的横坐标，获得数组CP_i；

步骤5、采用线性回归算法获得精确的共振波频率；

步骤5.1、获得共振波的周期或者半周期；

利用线性回归算法获得回归直线的斜率，即为共振波的周期或者半周期t；

其中，x_i为CP_i的序号i，y_i为CP_i数组，和为各自的均值；

步骤5.2、当以周期特征点计算时，共振波的共振频率为f＝1/t；若以半周期特征点计算时，共振波的共振频率为f＝1/2t。

2.根据权利要求1所述的一种超声波信号处理方法，其特征在于：所述的步骤2中创建逼近离散曲线的具体步骤为：

步骤2.1、在相同工况下，采集或测量被检工件的标准声速V；

步骤2.2、计算获得共振波的估计波长；

利用公式N＝T*F/V，计算获得共振波的估计波长，即采样点数，其中，T为被检工件的厚度，F为系统采样的采样频率；

步骤2.3、创建正/余弦离散曲线；

以sa＝360°/(N-1)为间距，创建正/余弦离散曲线ArrayE(n)＝sin(sa*n+θ)，其中，n为曲线的横坐标，具体为0～N-1的正整数；ArrayE(n)为n点对应的纵坐标，θ为任意角度的相位角。

3.根据权利要求1所述的一种超声波信号处理方法，其特征在于：所述的步骤2中创建逼近离散曲线的具体步骤为：

以sa＝360°/(N-1)为间距，创建正/余弦离散曲线ArrayE(n)＝sin(sa*n+θ)，其中，n为曲线的横坐标，具体为0～N-1的正整数；ArrayE(n)为n点对应的纵坐标，θ为任意角度的相位角；

所述的步骤5后还进一步包括步骤6为：

若t与N的差值小于1，则不用继续计算，共振波周期为f；若t与N的差值大于1，则将t作为新的N值N＝t，重复步骤3至步骤5，获得新的t值；当新获得的t与N的差值小于1，则完成计算，获得共振波准确频率f。

4.根据权利要求1所述的一种超声波信号处理方法，其特征在于：所述的步骤4中利用搜索算法获取曲线ArrayResonance所有拐点的横坐标，获得数组CP_i的具体步骤为：

步骤4.1、从曲线ArrayResonance的第一个点开始，获取数据点AR_i和AR_i+1；

步骤4.2、如果AR_i*AR_i+10，则顺延至下一个点i＝i+1；

步骤4.3、如果AR_i*AR_i+1＝0，则采用插值法计算0点的准确位置；

步骤4.4、完成所有点的搜索，获得曲线ArrayResonance所有拐点的横坐标，获得数组CP_i。

5.根据权利要求4所述的一种超声波信号处理方法，其特征在于：所述的步骤4.3中，如果AR_i*AR_i+1＝0，采用线性插值，则0点的准确位置在Cp₀＝i+AR_i/(AR_i-AR_i+1)。

6.根据权利要求1所述的一种超声波信号处理方法，其特征在于：所述的步骤1中利用超声波对被检工件进行壁厚测量，采集并存储仅包含共振波的射频信号数组的具体步骤为：

对被检工件壁厚测量超声波信号采集、存储的共振波周期不小于3个周期。