检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法技术

本发明专利技术公开了一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，包括如下步骤：1)、所述信号处理系统控制滑动水浸双探头并与PC机连接；2)、将待测薄板材料水平浸没在水中；3)、在该待测薄板材料水平位置设置X‑轴；4)、所述信号处理系统发射驱动超声测试信号；5)、所述信号处理系统接收多频发射波信号并做实时频率域计算。本发明专利技术在于提供一种检测精度更好、损耗低，安全性强，可靠性高，功能多样的一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法。

【技术实现步骤摘要】
检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法
本专利技术涉及超声检测
，尤其涉及一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法。
技术介绍
高精度大型平板材料(金属或非金属，透明或不透明，单层均匀材料或多层复合材料)加工是当今工业生产的一个重要半成品，如何检测这些平板材料的厚度，尤其是非透明，多层而又超薄材料加工的在线精密检测，是工业(LCD，OLED，半导体，PCB，金属或非金属加工等许多生产和制造中)急需解决的一个难题。现有光学方法，只适于透明物体，而且一般不适合在线检测。现有超声厚度设计没有足够的垂直方向分辨率。即使有，这种方法也不适合多层复合材料，并且昂贵的超声显微镜理论上可以满足要求。但是，要达到高精度要求的时间/厚度分辨率，需要极高频的激励信号和极高频的采样频率，两者都是仪器设计和硬件成本的敌人。本专利技术提供一种新超声检测方法，可以解决以上两种超声方法的不足。在频率范围上，本方法只采用现有无损检测仪使用的频率范围(中心频率在15MHz以内)，所以不需昂贵的高频探头和信号采集电路设计。但是，与现有无损检测方法不同，本专利技术采用频率域稳定态检测。现有的所有无损检测和超声显微镜都是高电压脉冲激励的时间域方法。本申请人在另一专利中，申请号为：202110015038.6，专利名称为：基于低电压复杂信号的超声检测方法，已公布一种全新的超声激励信号和接收信号处理方法。在这种新方法中，激励信号是连续低电压宽频复杂信号。在接收方面，内部算法检测的是多个频点上的幅度和相位信息，所以，本专利技术的方法本质上是一种稳定态频率域方法。在无损检测应用中，本专利技术将频率域信息转换成了时间域信息，以达到与传统无损检测仪相同的结果展现。而在此超薄材料检测中，本专利技术将保持内部的反射波频谱信息(幅度和相位随频率的变化信息)，直接利用这些信息来检测被测材料的厚度均匀性(即垂直方向的厚度在水平面方向的变化情况)。中国专利申请号:201711335799.X，申请日：2017年12月13日，公开日：2018年06月19日，专利名称为：一种检测混合铺层复合材料层压结构的缺陷超声识别方法，该专利技术属于复合材料及无损检测
，涉及一种检测混合铺层复合材料层压结构的缺陷超声识别方法。该专利技术方法利用脉冲超声波在与被检测的混合铺层复合材料层压结构中产生的反射声波行为与其内部微结构及其界面的固有联系，通过高品质超声换能器提取来自混合铺层复合材料层压结构中的反射回波信号，构建缺陷识别与报警域，进行缺陷的判别，进而显著改进了缺陷判别的准确性，为混合铺层复合材料层压结构超声检测提供了一种缺陷判别方法。实际检测应用结果表明，利用该专利技术，可以显著提高缺陷判别的正确性和准确性，取得了较好的实际检测效果，可用于不同厚度混合铺层复合材料层压结构的超声反射法检测。上述专利文献虽然公开了一种检测混合铺层复合材料层压结构的缺陷超声识别方法，但是，该检测方法检测精度不够高，可靠性不强，也无法开拓更加精密的频率域和相位域检测方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术在于提供一种检测精度更好、损耗低，安全性强，可靠性高，功能多样的一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法。为了实现本专利技术目的，可以采取以下技术方案：一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，包括如下步骤：步骤1)、所述信号处理系统控制滑动水浸双探头并与PC机连接；步骤2)、将待测薄板材料水平浸没在水中；步骤3)、在该待测薄板材料水平位置设置X-轴；步骤4)、所述信号处理系统发射驱动超声测试信号；步骤5)、所述信号处理系统接收多频发射波信号并做实时频率域计算。所述信号处理系统包括信号发射模块和信号接收模块。所述信号处理系统通过探头滑动控制逻辑和接口控制该滑动水浸双探头。所述滑动水浸双探头包括发射信号模块和接收信号模块。所述信号处理系统通过网络通讯接口与PC机连接。所述步骤2)包括将待测薄板材料水平浸没在水箱中。所述步骤5)实时频率域计算包括如下步骤：1)、将待测薄板材料参照X-轴点X0的复频谱为H0(w)；2)、在待测薄板材料另一X-轴点X1的复频谱为H1(w)；3)、计算“反卷积”谱R(w)＝H1(w)/H0(w)；4)、计算R(w)反傅里叶变换，得到其对应的时间域绝对值时间序列|r(t)|；5)、归一化后，如果H1(w)＝H0(w)，那么|r(0)|＝1,而且|r(0)|是整个序列的最大值；如果H1(w)与H0(w)值不同，那么，|r(t)|序列的峰值不会在t＝0处，并且峰值＜1；所述H0(w)，其中，w为角频率；所述频谱是复数，包含幅度和相位信息。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术将频率域信息转换成了时间域信息，以达到与传统无损检测仪相同的结果展现；而在超薄材料领域检测中，本专利技术将保持内部的反射波频谱信息(幅度和相位随频率的变化信息)，直接利用这些信息来检测被测材料的厚度均匀性即垂直方向的厚度在水平面方向的变化情况；2)本专利技术采用频率域稳定态检测超薄材料，稳定性强，可靠性高，是超薄材料检测领域的一次革命性技术升级，适于普遍推广。附图说明图1为本专利技术实施例一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法的系统方框图；图2为本专利技术实施例一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法的流程图；图3为本专利技术实施例一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法的检测峰线结果图；图4为本专利技术实施例一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法的在频率域检测峰线结果图。具体实施方式下面结合附图及本专利技术的实施例对专利技术作进一步详细的说明。实施例1参看图1，图2，该一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，包括如下步骤：步骤1)、所述信号处理系统1控制滑动水浸双探头5并与PC机9连接S1；步骤2)、将待测薄板材料6水平浸没在水中S2；步骤3)、在该待测薄板材料6水平位置设置X-轴S3；步骤4)、所述信号处理系统1发射驱动超声测试信号S4；步骤5)、所述信号处理系统1接收多频发射波信号并做实时频率域计算S5。本实施例中，所述信号处理系统1包括信号发射模块2和信号接收模块3。所述步骤4)该所述信号处理系统1发射驱动超声测试信号是通过该发射模块2发射信号；所述步骤5)信号处理系统1接收多频发射波信号是通过该信号接收模块3来接收信号的。优选地，所述信号处理系统1通过探头滑动控制逻辑和接口4控制该滑动水浸双探头5。本实施例，优选地，所述滑动水浸双探头5包括发射信号模块和接收信号模块。本实施例，优选地，所述信号处理系统1通过网络通讯接口8与PC机9连接。本实施例中，优选地，所述PC机9包括用户界面和结果显示的PC机。本实施例中，进一步，优选地，所述步骤2)包括将待测薄板材料6水平浸没在水箱7中。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1)、所述信号处理系统控制滑动水浸双探头并与PC机连接；/n步骤2)、将待测薄板材料水平浸没在水中；/n步骤3)、在该待测薄板材料水平位置设置X-轴；/n步骤4)、所述信号处理系统发射驱动超声测试信号；/n步骤5)、所述信号处理系统接收多频发射波信号并做实时频率域计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1)、所述信号处理系统控制滑动水浸双探头并与PC机连接；
步骤2)、将待测薄板材料水平浸没在水中；
步骤3)、在该待测薄板材料水平位置设置X-轴；
步骤4)、所述信号处理系统发射驱动超声测试信号；
步骤5)、所述信号处理系统接收多频发射波信号并做实时频率域计算。


2.根据权利要求1所述检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，其特征在于：所述信号处理系统包括信号发射模块和信号接收模块。


3.根据权利要求1所述检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，其特征在于：所述信号处理系统通过探头滑动控制逻辑和接口控制该滑动水浸双探头。


4.根据权利要求3所述检测薄平板材料厚度一致性的超声反射谱方法，其特征在于：所述滑动水浸双探头包括发射信号模块和接收信号模块。


5.根据权利要求1所述检测薄平板材料厚度一致性的超声反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴仁寿，林楠林，
申请(专利权)人：深圳市麒博精工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44