[发明专利]一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法

说明书

本发明涉及一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法，包括数控双极性超声激励电源设计、超声回波接收电路设计和模糊自整定PID控制方案设计。根据系统噪声和期望回波峰值信噪比设定最佳超声回波信号幅值并设置相应衰减倍数，采集回波信号的幅值并计算误差以及误差变化率，利用模糊规则进行模糊推理，查找模糊规则表进行K_p、K_i、K_d参数调整，根据PID控制器求得的控制量控制数控双极性超声激励电源发射电压，为后续的信号处理提供高信噪比、稳定幅值的超声回波信号。

技术领域

本发明涉及超声检测领域，特别是涉及一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法。

背景技术

超声波无损检测技术是五大常规检测技术中应用最为广泛的一种检测技术，其具有发射电压高、指向性好的优势。随着超声检测技术的发展与进步，超声检测的仪器设备也随之更新换代，但是国内外超声检测设备智能化程度仍较低。就数字化超声检测产品而言，超声检测工程驱动电压需要技术人员依据超声回波幅值手动调节，这是一种粗略的调节，调节过小会导致回波信噪比降低，调节过大会造成较大功耗。尤其是对于便携式超声检测仪而言，过大的功耗会限制使用时长。

因此，本领域亟需一种对超声仪器驱动电压的自适应、智能化调节的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法，解决现有的人工调节精确度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超声检测系统的发射电压自适应调节方法，所述方法包括：

根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值；

采集实际回波信号幅值，并根据所述最佳回波电压幅值和多次采集的所述实际回波信号幅值计算误差以及误差变化量；

将所述误差以及所述误差变化量代入模糊PID控制器调节发射电压使所述实际回波信号幅值为所述最佳回波电压幅值；所述发射电压为超声检测系统发射超声波时的激励电压。

可选的，所述根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值，具体包括：

所述最佳回波电压幅值为所述系统噪声的幅值(系统噪声平均值)与所述期望信噪比的乘积，信噪比单位为倍。

可选的，所述根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值之后，还包括：

按照数模转换芯片电压输入的幅值范围设置衰减倍数。

可选的，所述将所述误差以及所述误差变化量代入模糊PID控制器调节发射电压使回波信号的幅值为最佳幅值，具体包括：

将所述误差和所述误差变化量进行量化，得到模糊处理后的模糊误差和模糊误差变化量；

利用模糊控制规则表，根据所述模糊误差和所述模糊误差变化量的值实时获取模糊PID控制器的比例增益系数修正量、积分增益系数修正量和微分增益系数修正量；所述模糊控制规则表将所述模糊误差、所述模糊误差变化量、所述比例增益系数修正量、所述积分增益系数修正量和所述微分增益系数修正量均模糊划分为负大、负中、负小、零、正小、正中和正大七个等级；

利用发射电压的计算公式计算所述发射电压。

可选的，所述发射电压的计算公式为：