Mintavételi frekvenciaanalízis és ultrahangos vastagságmérő kiválasztása

Az ultrahangos vastagságmérő mintavételi frekvencia a műszer frekvenciájára utal az ultrahangos Echo Signal digitális beszerzésen, azaz az analóg jelmintavételnél másodpercenkénti szám (egység: Hz vagy MHz) .

According to Nyquist sampling theorem, the sampling frequency must be at least 2 times the highest frequency of the signal in order to restore the original signal without distortion. In ultrasonic thickness measurement, the highest frequency of the signal is mainly determined by the center frequency of the ultrasonic probe (such as common probe frequency of 1-10MHz). Therefore, the A vastagságmérő mintavételi frekvenciájának általában 5-10 -nek kell lennie, ha a szonda frekvenciája (e . g . 10 MHz szonda 50-100 MHz mintavételi frekvenciával).

Időfelbontás és vastagság mérési pontossága

Időfelbontás: Minél magasabb a mintavételi frekvencia, annál kisebb az időintervallum két szomszédos mintavételi pont között . Például a 100MHz -es mintavételi frekvenciának 10NS időintervalluma van, míg az 50MHz -es mintavételi frekvenciája 20NS időintervallummal rendelkezik .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Vastagság pontossága: A vastagsági számítások az ultrahang idején alapulnak az anyagon keresztül ., minél magasabb az időfelbontás, annál kisebb a mérési idő hiba, és minél magasabb a vastagság pontossága .

Távolságfelbontás

A távolságfelbontás az a minimális távolság a két szomszédos interfész között, amelyet a mérőeszköz megkülönböztethet a . nagyfrekvenciás mintavétel lehetővé teszi az ECHO jel emelkedő és csökkenő széleinek pontosabb azonosítását, különösen a vékonyfalú anyagok vagy a többrétegű szerkezetek mérésekor, elkerülve az echo-átfedések miatti téves meghatározásokat.

Jelfeldolgozási képesség és zaj immunitás

Jel részletei: A magas mintavételi frekvencia megtartja a hullámforma részleteit (e . G ., amplitúdó, fázis) az ECHO jel, amely megkönnyíti a későbbi jelfeldolgozást (E . G ., szűrés, csúcsdetektálás, hibás azonosítás).}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Zajhatások: Elméletileg minél magasabb a mintavételi frekvencia, annál érzékenyebb a magas frekvenciájú zajra (e . G . Elektromágneses interferencia), de a modern műszerek általában anti-Alias szűrőkkel vannak felszerelve, amelyek kiszűrhetik az érvénytelen nagy mennyiségű zajt a mintavétel előtt.

Hardver és adatfeldolgozási korlátozások

Hardverköltségek: A magas frekvenciájú mintavételhez nagy sebességű ADC-k (analóg-to-digitális konverterek), nagy teljesítményű processzorok és nagy mennyiségű memória szükségesek, ami magasabb műszerköltségeket eredményez .

Adatátvitel és tárolás: A magasabb mintavételi frekvenciák nagyobb mennyiségű adatot generálnak, ami befolyásolhatja a valós idejű megjelenítési sebességet, vagy külső tárolóeszközöket igényelhet .

Teljesítményfogyasztás: A nagysebességű hardver általában nagyobb energiát fogyaszt, ami befolyásolja a hordozható eszközök tartósságát .

1. forgatókönyvek, ahol magas mintavételi frekvenciák ajánlottak

Vékonyfalú mérések (E . G . fém/műanyag alkatrészek<1mm thick): multiple echoes over a short period of time need to be accurately captured.

Nagy pontosságú ellenőrzések (E . G . Aerospace komponensek vastagságának mérése, amely ± 0 . 01 mm-es pontosságot igényel): Az időmegoldás közvetlenül befolyásolja az eredményeket.

Komplex anyagok (E . G . durva szemcsés anyagok, többrétegű kompozit struktúrák): A visszhangjelek gyenge vagy torzulhatnak, ami nagyfrekvenciás mintavételt igényel a részletek megőrzéséhez .

2. A magas mintavételi frekvenciák korlátozásai

Vastag anyagmérés: Ha a vastagság nagy, akkor a visszhang időintervallum hosszú (e . g . 100 mm acél, a repülési idő körülbelül 40 μs), az alacsony mintavételi frekvencia (e. g . 50 MHz), a 2000 -es pontok is megfelelhetnek a 2000 -es pontoknak (50 mhz mintavételi intervallum 20ns, a 40 -es pontok is. Ezúttal növelje a mintavételi gyakoriságot a . pontosság javításához

Költség és praktikusság: A rutin vastagságméréshez (e . g . 1-100 mm) túl magas a mintavételi frekvencia (e . G . 200 MHz vagy annál) túlzott teljesítményt eredményezhet, növekvő működési komplexumok és felszerelések költségei .}}}

Szonda illesztése: A mintavételi frekvenciának meg kell egyeznie a szonda frekvenciájával (általában a szonda frekvenciájának ötszörösére vagy azzal egyenértékű), ha a szonda frekvenciája alacsony (e . G ., 1MHz), vakon növeli a mintavételi frekvenciát (e .} g {5}, 100Mhz) nem javítja a megfontolást (e.}} {5}, 100mhz). sávszélesség) .

3. A legmegfelelőbb gyakorlat

Válassza ki a mérési tartomány és a pontossági követelmények szerint: vékonyfalú/nagy pontosság → Magas mintavételi frekvencia (nagyobb vagy egyenlő 100MHz); vastagfalú/szabályos pontosság → közepes mintavételi frekvencia (50-100 MHz) .

Figyeljen a szonda és az eszköz közötti együttműködésre: győződjön meg arról, hogy a mintavételi frekvencia megfelel a szonda sávszélességének, és ugyanakkor vegye figyelembe az eszköz jelezési feldolgozó algoritmusait (pl. a csúcs-észlelés és az echo-felismerés algoritmusok optimalizálása talán fontosabb a pontosság szempontjából, mint egyszerűen a mintavételi frekvencia növelése).