[发明专利]用于超声换能器的完整性检测系统

说明书

本发明涉及一种信号处理单元(150)，该信号处理单元(150)配置成：使第一超声发射器在被附连到容器(102)的壁时发射第一超声测试信号；当被附连到容器的壁时从至少一个超声接收器(110”，112，114)来接收第一超声测试信号；检测所接收的第一超声测试信号的飞行时间；以及如果所检测的飞行时间对应于容器(102)的壁中从第一超声发射器(110’)到至少一个超声接收器(112，114)的路径(120)的长度，则确定第一超声发射器和第一超声接收器到容器(102)的壁的声耦合式完整的。

技术领域

本发明涉及用于检测超声换能器与容器的壁之间的声耦合的完整性状态的完整性检测系统、用于检测声耦合的完整性的方法、信号处理单元、程序元素以及计算机可读介质。

背景技术

无创超声传感器通常安装在容器外部，并且生成声波，所述声波穿透壁。波的传播受容器内容（content）的性质(包括例如液位或流量)影响。因此，传播之后的容器外部的波的表征允许内容性质的测量。为此，容器之中和之外的声波的有效、稳定和可靠耦合至关重要—尤其是对于移动或诊断应用。

发明内容

本发明的目的是要检测附连到容器的壁的超声换能器的超声换能器耦合的完整性状态。

此问题通过独立权利要求的主题来解决。实施例通过从属权利要求、以下描述和附图来提供。

所述实施例类似地涉及用于检测超声换能器与容器的壁之间的声耦合的完整性状态的完整性检测系统、用于检测完整性状态的方法、信号处理单元、程序元素以及计算机可读介质。协同效应可产生于实施例的不同组合，但是可能没有详细描述它们。

更进一步，应该注意，涉及方法的本发明的全部实施例可能采用如所述的步骤的顺序来执行，但是这不必是该方法步骤的唯一且必不可少的顺序。本文提供的方法能够采用所公开步骤的另一种顺序来执行，而没有背离相应方法实施例，除非在下文中另有明确的相反地提及。

技术术语根据其常识来使用。如果针对某些术语传达特定含意，则下面将在使用术语的上下文中给出术语的定义。

按照第一方面，提供一种信号处理单元，该信号处理单元配置成：使第一超声发射器在被附连到容器的壁时发射第一超声测试信号；当被附连到容器的壁时从至少一个超声接收器来接收第一超声测试信号；检测所接收的第一超声测试信号的飞行时间；以及如果所检测的飞行时间对应于容器的壁中从第一超声发射器到至少一个超声接收器的路径的长度，则确定第一超声发射器和至少一个超声接收器到容器的壁的声耦合是完整的（intact）。

按照第二方面，提供一种用于检测超声换能器与容器的壁之间的声耦合的完整性状态的完整性检测系统。该完整性检测系统包括：第一超声换能器，其配置用于附连到容器的壁；以及信号处理单元。第一超声换能器包括第一超声发射器和第一超声接收器，其配置用于附连到容器的壁。第一超声发射器配置成发射第一超声测试信号。至少一个超声接收器配置成接收第一超声测试信号，并且相应地向信号处理单元传送所接收的第一超声测试信号或与所接收的第二超声测试信号对应的信号。信号处理单元配置成检测所接收的第一超声测试信号的第一飞行时间，以及如果所检测的第一飞行时间对应于容器的壁中从第一超声发射器到至少一个超声接收器的路径的长度，则确定第一超声发射器与容器的壁之间的声耦合是完整的。

也就是说，可存在一个发射器并且还存在一个或多个超声接收器，它们接收由第一超声发射器所发射的第一测试信号。接收器将第一测试信号传送给信号处理单元，其中分析信号以用于作为例如所覆盖路径的特性的峰的显著性（significance）。如果没有检测到第二测试信号，则不给出完整性。也就是说，用于将超声能引入到壁中并且引入到容器中的接触不存在。通过布置多于一个接收器，提供冗余度，使得关于是否给出完整性的判定可按照与所检测信号的量有关的策略进行。此外，能够实现更短路径，如果容器壁的性质对于如例如围绕容器一整圈的长路径不允许声波的传播时这可能是必要的。另外，在更长测量时间周期内的脉冲传播时间的变化允许换能器错放的检测。