1.本发明涉及一种复合型超声测厚仪及其测厚方法，属于电磁超声测厚技术领域。
背景技术：2.常规测厚目前主要包括压电式测厚仪和电磁超声式测厚仪。
3.测厚仪原理主要是测量声束脉冲在材料内部的传播时间，并使用被测材料的声速，根据以下公式计算出材料的厚度。
[0004][0005]
在这个公式中，d代表材料的厚度，t代表脉冲传播时间，v代表材料的声速。因为传播时间为完成往返声程所需的时间，因此传播时间与声速的乘积要除以2。压电式超声测厚的超声产生原理为负高压脉冲信号激发压电陶瓷晶片，产生超声信号，接收原理为超声压力信号作用在陶瓷镜片上产生脉冲电压信号。
[0006]
电磁超声式测厚仪的超声产生原理为交流高压脉冲信号激发恒定磁场中的线圈，由电线圈产生的一个相对较高的频率(rf)场与由磁体产生的低频或静态场相互作用，以一种类似于电机的方式产生洛伦兹力。这种扰动被转移到材料的晶格上，产生超声波。接收原理为，在互反过程中，弹性波在磁场存在下的相互作用在接收线圈电路中产生感应电流。
[0007]
由于两种测量方式的激发信号完全不同，所以需要不同的超声测厚设备驱动探头工作。造成了设备的浪费，而且增加了使用人员的学习成本，两台不同设备在实际使用是携带不方便。因此，怎样实现测厚仪能够识别探头类型，自动匹配对应的发射电路以及内部数据的切换控制成为目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现要素：[0008]
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合型超声测厚仪及其测厚方法，解决了现有技术中出现的问题。
[0009]
本发明所述的一种复合型超声测厚仪，包括核心处理单元，核心处理单元连接有高压脉冲发射控制单元、超声波探头、数据存储单元和数据显示单元，所述高压脉冲发射控制单元连接有信号通道选择控制单元，高压脉冲发射控制单元通过信号通道选择控制单元连接所述超声波探头，所述核心处理单元用于读取超声波探头的内部数字识别码，通过数字识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息，核心处理单元根据探头信息控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选择控制单元选着控制的发射通道传输给超声波探头，所述超声波探头将电信号转换成超声信号，通过超声信号在被测物体上表面进入被测物体，所述信号通道选择控制单元还连接有adc模数转换单元和fpga处理单元，所述adc模数转换单元和fpga处理单元连接所述核心处理单元。
[0010]
进一步的，信号通道选择控制单元还连接有模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元，信号通道选择控制单元通过模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元连接所述adc
模数转换单元。
[0011]
进一步的，核心处理单元还连接有数据传输单元，所述数据传输单元为usb/wifi数据传输单元。
[0012]
进一步的，核心处理单元还连接有系统缓存单元。
[0013]
进一步的，核心处理单元还连接有基准时钟单元。
[0014]
进一步的，超声波探头为电磁超声波探头或压电超声波探头。
[0015]
本发明所述的一种复合型超声测厚方法，包括以下步骤：
[0016]
步骤1：核心处理单元中的id读写接口发送读取指令给超声波探头，超声探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元，核心处理单元通过查询内部存储的数据获取超声波探头的具体信息；
[0017]
步骤2：核心处理单元根据探头信息，控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选着控制的发射通道传输给超声波探头，超声波探头将电信号转换成超声信号，超声信号在被测物体上表面进入被测物体，传播至下表面并返回至上表面，一部分信号再由上表面再返回至下表面，另一部分信号被超声波探头捕获；
[0018]
步骤3：超声波探头将捕获的超声信号转换成电信号，核心处理单元接收信号经信号通道选着控制的接收通道传递给模拟带通滤波单元，模拟带通滤波单元将超声信号频率的干扰信号滤除，传递给可调增益运放单元。
[0019]
步骤4：可调增益运放单元做信号放大，核心控制单元根据内部设定的阈值自动调整可调增益运放单元的信号放大倍数，以达到最佳的信号放大效果。
[0020]
步骤5：放大后的信号经adc模数转换单元把模拟信号转换成数字信号，再由高速并行总线传输给fpga处理单元；
[0021]
步骤6：:fpga处理单元将数值信号做数值滤波处理，再经高数串行总线传输给核心处理单元；
[0022]
步骤7：核心处理单元将数据先暂时存放在系统缓存单元中，再经数据处理提取出一次回波信号和二次回波信号，核心处理单元读取基准时钟单元中的p秒级别的时钟数据，计算出一次回波信号和二次回波信号的时间差，根据时间差计算出被测物体的厚度值。
[0023]
进一步的，步骤1中读取的探头信息包括：探头频率、发射电压，发射电压脉冲宽度和脉冲类型。
[0024]
进一步的，步骤2中通过识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息的步骤具体包括以下：
[0025]
步骤11：通过烧写器对超声波探头烧写固定id；
[0026]
步骤12：当超声波探头连接到超声测厚仪时，核心处理单元id读写接口发送读取指令给超声波探头；
[0027]
步骤13：超声波探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元；
[0028]
步骤14：核心处理单元通过内部存储的数据表获取超声波探头的具体信息，并根据相应的参数值输出匹配的发射信号。
[0029]
进一步的，步骤7中还包括核心单元将接收到的数字信号经过dac数模转换生成对应的模拟信号，并将模拟信号数据和厚度数据信息存储到数据存储单元中，并由数据显示单元显示，经数据传输单元传输给外部存储器或电脑。
[0030]
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0031]
本发明所述的一种复合型超声测厚仪及其测厚方法，本发明通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型(压电式或电磁式)，根据探头类型通过测厚仪内部算法和硬件电路切换，实现自动匹配对应的发射电路。解决了现有技术中只能检测单一探头的技术问题。
[0032]
本发明的测厚仪在连接超声波探头可实现超声波探头的自由切换，将压电超声发射电路和电磁超声发射电路集成到同一台测厚仪设备中，通过在arm处理器芯片存储探头的数据，通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型(压电式或电磁式)，根据探头类型通过测厚仪内部算法计算出导通时间，然后核心处理单元控制高压脉冲发射控制单元中不同的发射通道进行导通工作，对应输出不同的电压值，再通过信号选择选择控制单元中对应的发射通道导通，高压脉冲信号传输给对应的超声波探头，传感器内部电磁线圈在高频高压交流脉冲信号激励下，根据电磁感应定理，在试块上表面产生感生电场，根据产生的感生电场以及后续的电路输出数据传输给核心处理单元，核心处理单元将接收到的数据处理根据公式计算出试块的厚度，完成测厚作业。实现控制和硬件电路切换，自动匹配对应的发射电路，测厚数据准确，测试方便，解决了现有技术中存在的问题。
附图说明
[0033]
图1为本发明实施例中测厚仪内部连接框图；
[0034]
图2为本发明实施例中压电超声探头的电路图；
[0035]
图3为本发明实施例中电磁超声探头的电路图；
[0036]
图4为本发明实施例中高压脉冲发射控制单元的电路图；
[0037]
图5为本发明实施例中信号选择通道的电路图；
[0038]
图6为本发明实施例中模拟带通滤波器单元的电路图；
[0039]
图7为本发明实施例中可调增益运放单元的电路图；
[0040]
图8为本发明实施例中adc模数转换单元的电路图；
[0041]
图9为本发明实施例中fpga处理单元的电路图；
[0042]
图10为本发明实施例中核心处理单元的电路图；
[0043]
图11为本发明实施例中基准时钟单元的电路图；
[0044]
图12为本发明实施例中数据存储单元的电路图；
[0045]
图13为本发明实施例中usb/wifi数据传输单元的电路图。
具体实施方式
[0046]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
[0047]
实施例1：
[0048]
如图1所示，本发明所述的一种复合型超声测厚仪，包括核心处理单元，核心处理单元连接有高压脉冲发射控制单元、超声波探头、数据存储单元和数据显示单元，高压脉冲发射控制单元连接有信号通道选择控制单元，高压脉冲发射控制单元通过信号通道选择控制单元连接所述超声波探头，核心处理单元用于读取超声波探头的内部数字识别码，通过数字识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息，核心处理单元根据探头信息控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选择控制单元选着控制的发
射通道传输给超声波探头，超声波探头将电信号转换成超声信号，通过超声信号在被测物体上表面进入被测物体，信号通道选择控制单元还连接有adc模数转换单元和fpga处理单元，所述adc模数转换单元和fpga处理单元连接所述核心处理单元。
[0049]
信号通道选择控制单元还连接有模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元，信号通道选择控制单元通过模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元连接所述adc模数转换单元。
[0050]
如图11所示，核心处理单元还连接有基准时钟单元。基准时钟单元以高精度数字时间芯片tdc-gp22为核心，通过spi数据总线将ps级时间信号传输给核心处理单元。
[0051]
如图13所示，核心处理单元还连接有数据传输单元，数据传输单元为usb/wifi数据传输单元。
[0052]
核心处理单元还连接有系统缓存单元。
[0053]
超声波探头为电磁超声波探头或压电超声波探头。
[0054]
具体实施例1：
[0055]
如图2所示，超声传感器连接到测厚以后，核心处理单元读取超声传感器内部id芯片数据为001，核心处理器通过查询数据存储其中的数据，得到传感信息为：压电超声传感器，电压150v，负压脉冲，脉冲频率5m hz。
[0056]
如图4所示，核心处理单元控制pwm信号控制开关管q3，将电源管理单元提供的12vvcc通过l1变压器升压到hv：150v。由于时间t＝1/f，f为脉冲频率，所以t＝0.0000002s。占空比为50％，则导通时间为t1＝t*50％＝0.0000002s*0.5＝0.0000001s。核心处理单元控制高压脉冲发射控制单元中up1和down2输出高电平，保持0.0000001s。up1控制q1工作，down2控制q5工作，则q1和q5同时导通，发射通道输出-150v，5mhz脉冲信号。此时高精度基准时钟单元计时开始t0。
[0057]
如图5所示，核心处理单元控制k1信号继电器的发射通道导通，则高压脉冲信号传输给压电超声传感器，内部压电换能晶圆将电信号转换成5mhz超声波信号。压电传感器接触测试试块，超声信号从试块上表面传输到下表面，再返回上表面。返回的超声信号通过压电换能晶圆将超声信号转换成电信号。接收的信号通过k1信号继电器的接收通道传输给模拟带通滤波单元。
[0058]
如图6所示，模拟带通滤波单元接收到的高频小信号经过50ω单端信号传输给u6-1高速放大器做低通滤波，滤除10mhz以上频率的噪声信号，然后传输给u6-2高速放大器做高通滤波，滤除1mhz一下的噪声信号。经过高通和低通滤波组成的带通滤波器作用后，将信号传输给可调增益运放单元。
[0059]
如图7所示，信号经c1耦合滤除直流信号，输入到可调增益运放单元。核心处理单元控制可调增益运放单元信号放大倍数，使输出信号转换成电压为adc模数转换单元所需的电压值为2v的差分信号。差分信号经c2和c3耦合传输给adc模数转换单元。
[0060]
如图8所示，adc模数转换单元将差分信号通过u8转换芯片转换成高速并行数字信号，传输给fpga处理单元。
[0061]
如图9所示，fpga可编程逻辑芯片将高速并行数据转换层高速串行数据传输给核心处理单元。
[0062]
如图10所示，arm处理器芯片将接收到的数据处理。提取出最大电压值的时间为t1
＝0.000004。根据路程公式s＝v*t，t为超声波超声波往返时间的一半t＝(t1-t0)/2＝(0.000004s-0)/2＝0.000002s。由于试块材料为合金刚，声速固定为5000m/s。则试块厚度s＝v*t＝5000m/s*0.000002s＝0.01m＝10mm。完成测厚作业。
[0063]
具体实施例2：
[0064]
如图3所示，超声传感器连接到测厚以后，核心处理单元读取超声传感器内部id芯片数据为006，核心处理器通过查询数据存储其中的数据，得到传感信息为：电磁超声传感器，电压500v，交流脉冲，脉冲频率4m hz。
[0065]
如图4所示，核心处理单元控制pwm信号控制开关管q3，将电源管理单元提供的12vvcc通过l1变压器升压到hv：500v。由于时间t＝1/f，f为脉冲频率，所以t＝0.00000025s。占空比为50％，则导通时间t1＝t*50％＝0.00000025s*0.5＝0.000000125s。
[0066]
核心处理单元控制高压脉冲发射控制单元中up1和down2输出高电平，保持0.000000125s。up1控制q1工作，down2控制q5工作，则q1和q5同时导通，发射通道输出-500v，5mhz负压脉冲信号；核心处理单元控制up1和down2输出低电平，同时up2和down1输出低电平保持0.000000125s。up1控制q1工作，down2控制q5工作，则q1和q5同时导通，发射通道输出500v，4mz正压脉冲信号。正负脉冲信号组成交流脉冲信号，频率为4mhz。此时高精度基准时钟单元计时开始t0。
[0067]
如图5所示，核心处理单元控制信号选择选择控制单元中k1信号继电器的发射通道导通，则高压脉冲信号传输给电磁超声传感器，传感器内部电磁线圈在高频高压交流脉冲信号激励下，根据电磁感应定理，在试块上表面产生感生电场，感生电场在强磁永磁体提供的恒定磁场左右力下，试块上表面感生出高频洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下金属试块上表面产生4mhz超声波，超声信号从试块上表面传输到下表面，再返回上表面。返回的超声信号返回的超声信号在试块上表面形成洛伦兹力，洛伦兹力在强磁体提供的恒定磁场下，使试块的上表面形成电流，根据电磁感应定理，线圈形成感生电流信号。接收的信号通过k1信号继电器的接收通道传输给模拟带通滤波单元。
[0068]
如图6所示，模拟带通滤波单元接收到的高频小信号经过50ω单端信号传输给u6-1高速放大器做低通滤波，滤除10mhz以上频率的噪声信号，然后传输给u6-2高速放大器做高通滤波，滤除1mhz一下的噪声信号。经过高通和低通滤波组成的带通滤波器作用后，将信号传输给可调增益运放单元。
[0069]
如图7所示，在可调增益运放单元中信号经c1耦合滤除直流信号，输入到可调增益运放单元。核心处理单元控制可调增益运放单元信号放大倍数，使输出信号转换成电压为adc模数转换单元所需的电压值为2v的差分信号。差分信号经c2和c3耦合传输给adc模数转换单元。
[0070]
如图8所示，adc模数转换单元将差分信号通过u8转换芯片转换成高速并行数字信号，传输给fpga处理单元。
[0071]
如图9所示，fpga可编程逻辑芯片将高速并行数据转换层高速串行数据传输给核心处理单元。
[0072]
如图10所示，arm处理器芯片将接收到的数据处理。提取出最大电压值的时间为t1＝0.000002。根据路程公式s＝v*t，t为超声波超声波往返时间的一半t＝(t1-t0)/2＝(0.000002s-0)/2＝0.000001s。由于试块材料为合金刚，声速固定为5000m/s。则试块厚度s
＝v*t＝5000m/s*0.000001s＝0.05m＝50mm。完成测厚作业。本装置将压电超声发射电路和电磁超声发射电路集成到同一台测厚仪设备中，并通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型(压电式或电磁式)，根据探头类型通过测厚仪内部算法和硬件电路切换，实现自动匹配对应的发射电路，测厚数据准确。
[0073]
通过上述具体实施例1和具体实施例2中，本发明的测厚仪在连接超声波探头可实现超声波探头的自由切换，将压电超声发射电路和电磁超声发射电路集成到同一台测厚仪设备中，通过在arm处理器芯片存储探头的数据，通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型(压电式或电磁式)，根据探头类型通过测厚仪内部算法计算出导通时间，然后核心处理单元控制高压脉冲发射控制单元中不同的发射通道进行导通工作，对应输出不同的电压值，再通过信号选择选择控制单元中对应的发射通道导通，高压脉冲信号传输给对应的超声波探头，传感器内部电磁线圈在高频高压交流脉冲信号激励下，根据电磁感应定理，在试块上表面产生感生电场，根据产生的感生电场以及后续的电路输出数据传输给核心处理单元，核心处理单元将接收到的数据处理根据公式计算出试块的厚度，完成测厚作业。实现控制和硬件电路切换，自动匹配对应的发射电路，测厚数据准确。
[0074]
实施例2：
[0075]
本发明所述的一种复合型超声测厚方法，包括以下步骤：
[0076]
步骤1：核心处理单元中的id读写接口发送读取指令给超声波探头，超声探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元，核心处理单元通过查询内部存储的数据获取超声波探头的具体信息；
[0077]
步骤2：核心处理单元根据探头信息，控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选着控制的发射通道传输给超声波探头，超声波探头将电信号转换成超声信号，超声信号在被测物体上表面进入被测物体，传播至下表面并返回至上表面，一部分信号再由上表面再返回至下表面，另一部分信号被超声波探头捕获；
[0078]
步骤3：超声波探头将捕获的超声信号转换成电信号，核心处理单元接收信号经信号通道选着控制的接收通道传递给模拟带通滤波单元，模拟带通滤波单元将超声信号频率的干扰信号滤除，传递给可调增益运放单元。
[0079]
步骤4：可调增益运放单元做信号放大，核心控制单元根据内部设定的阈值自动调整可调增益运放单元的信号放大倍数，以达到最佳的信号放大效果。
[0080]
步骤5：放大后的信号经adc模数转换单元把模拟信号转换成数字信号，再由高速并行总线传输给fpga处理单元；
[0081]
步骤6：fpga处理单元将数值信号做数值滤波处理，再经高数串行总线传输给核心处理单元；
[0082]
步骤7：核心处理单元将数据先暂时存放在系统缓存单元中，再经数据处理提取出一次回波信号和二次回波信号，核心处理单元读取基准时钟单元中的p秒级别的时钟数据，计算出一次回波信号和二次回波信号的时间差，根据时间差计算出被测物体的厚度值。
[0083]
步骤1中读取的探头信息包括：探头频率、发射电压，发射电压脉冲宽度和脉冲类型。
[0084]
步骤2中通过识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息的步骤具体包括以下：
[0085]
步骤11：通过烧写器对超声波探头烧写固定id；
[0086]
步骤12：当超声波探头连接到超声测厚仪时，核心处理单元id读写接口发送读取指令给超声波探头；
[0087]
步骤13：超声波探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元；
[0088]
步骤14：核心处理单元通过内部存储的数据表获取超声波探头的具体信息，并根据相应的参数值输出匹配的发射信号。
[0089]
步骤7中还包括核心单元将接收到的数字信号经过dac数模转换生成对应的模拟信号，并将模拟信号数据和厚度数据信息存储到数据存储单元中，并由数据显示单元显示，经数据传输单元传输给外部存储器或电脑。
[0090]
本实施例的工作原理为：
[0091]
核心处理单元读取传感器内部数字识别码，也即是探头id，通过识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息，包括探头频率、发射电压，发射电压脉冲宽度和脉冲类型。
[0092]
数据存储单元如图12所示，采用emmc数据存储芯片，通过并行数据总线连接核心处理模块，核心处理单元根据探头信息，控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选着控制的发射通道传输给电磁超声/压点超声传感器。传感器将电信号转换成超声信号。超声信号在被测物体上表面进入被测物体，传播至下表面并返回至上表面，一部分信号再由上表面再返回至下表面，另一部分信号被传感器捕获。通常传感能够捕获到4、5次的返回信号，传感器再将超声信号转换成电信号。接收信号经信号通道选着控制的接收通道传递给模拟带通滤波单元。模拟带通滤波单元将超声信号频率1-10mhz意外的干扰信号滤除，传递给可调增益运放单元。由于接收到的信号强度很小，需要可调增益运放单元做信号放大，核心控制单元根据内部设定的阈值自动调整可调增益运放单元的信号放大倍数，以达到最佳的信号放大效果。
[0093]
放大后的信号经adc模数转换单元把模拟信号转换成数字信号，再由高速并行中线传输给fpga处理单元。fpga处理单元将数值信号做数值滤波处理，再经高数串行总线传输给核心处理单元。核心处理单元将数据先暂时存放在系统缓存单元中，再经数据处理提取出一次回波信号和二次回波信号。核心处理单元读取高精度基准时钟单元中的p秒级别的时钟数据，计算出一次回波信号和二次回波信号的时间差，并根据s＝v*t/2公式计算出被测物体的厚度值。
[0094]
超声探头内部集成单总线ic，可以实现单根数据线读取和写入数据。探头生产时根据探头型号如下表1中的型号，通过烧写器对探头烧写固定id。当超声探头链接到超声波测厚主机时，核心处理单元id读写接口发送读取指令给超声探头，超声探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元核心处理单元通过查询内部存储的数据获取探头的具体信息(型号，频率，晶片，接触面积，测量范围，温度)的方式并根据相应的参数值输出匹配的发射信号。核心处理单元内部存储的探头的具体信息如下表1所示。
[0095]
表1
[0096][0097]
采用以上结合附图描述的本发明的实施例的一种复合型超声测厚仪及其测厚方法，将压电超声发射电路和电磁超声发射电路集成到同一台测厚仪设备中，并通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型，根据探头类型通过测厚仪内部算法和硬件电路切换，实现自动匹配对应的发射电路。解决了现有技术中存在的问题。但本发明不局限于所描述的实施方式，在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种复合型超声测厚仪，其特征在于：包括核心处理单元，所述核心处理单元连接有高压脉冲发射控制单元、超声波探头、数据存储单元和数据显示单元，所述高压脉冲发射控制单元连接有信号通道选择控制单元，高压脉冲发射控制单元通过信号通道选择控制单元连接所述超声波探头，所述核心处理单元用于读取超声波探头的内部数字识别码，通过数字识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息，核心处理单元根据探头信息控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选择控制单元选着控制的发射通道传输给超声波探头，所述超声波探头将电信号转换成超声信号，通过超声信号在被测物体上表面进入被测物体，所述信号通道选择控制单元还连接有adc模数转换单元和fpga处理单元，所述adc模数转换单元和fpga处理单元连接所述核心处理单元。2.根据权利要求1所述的一种复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的信号通道选择控制单元还连接有模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元，信号通道选择控制单元通过模拟带通滤波器单元和可调增益运放单元连接所述adc模数转换单元。3.根据权利要求1所述的一种复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的核心处理单元还连接有数据传输单元，所述数据传输单元为usb/wifi数据传输单元。4.根据权利要求1所述的一种复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的核心处理单元还连接有系统缓存单元。5.根据权利要求1所述的一种复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的核心处理单元还连接有基准时钟单元。6.根据权利要求1所述的一种复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的超声波探头为电磁超声波探头或压电超声波探头。7.一种复合型超声测厚方法，应用于权利要求1-6任一所述的复合型超声测厚仪，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：步骤1：核心处理单元中的id读写接口发送读取指令给超声波探头，超声探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元，核心处理单元通过查询内部存储的数据获取超声波探头的具体信息；步骤2：核心处理单元根据探头信息，控制高压脉冲发射单元产生相应的发射信号，经信号通道选着控制的发射通道传输给对应的超声波探头，超声波探头将电信号转换成超声信号，超声信号在被测物体上表面进入被测物体，传播至下表面并返回至上表面，一部分信号再由上表面再返回至下表面，另一部分信号被超声波探头捕获；步骤3：超声波探头将捕获的超声信号转换成电信号，核心处理单元接收信号经信号通道选着控制的接收通道传递给模拟带通滤波单元，模拟带通滤波单元将超声信号频率的干扰信号滤除，传递给可调增益运放单元。步骤4：可调增益运放单元做信号放大，核心控制单元根据内部设定的阈值自动调整可调增益运放单元的信号放大倍数，以达到最佳的信号放大效果。步骤5：放大后的信号经adc模数转换单元把模拟信号转换成数字信号，再由高速并行总线传输给fpga处理单元；步骤6：fpga处理单元将数值信号做数值滤波处理，再经高数串行总线传输给核心处理单元；步骤7：核心处理单元将数据先暂时存放在系统缓存单元中，再经数据处理提取出一次
回波信号和二次回波信号，核心处理单元读取基准时钟单元中的p秒级别的时钟数据，计算出一次回波信号和二次回波信号的时间差，根据时间差和路程公式计算出被测物体的厚度值。8.根据权利要求7所述的一种复合型超声测厚方法，其特征在于：所述的步骤1中读取的探头信息包括：探头频率、发射电压，发射电压脉冲宽度和脉冲类型。9.根据权利要求7所述的一种复合型超声测厚方法，其特征在于：所述的步骤2中通过识别码读取存储在数据存储单元中该数字识别码的探头信息的步骤具体包括以下：步骤11：通过烧写器对超声波探头烧写固定id；步骤12：当超声波探头连接到超声测厚仪时，核心处理单元id读写接口发送读取指令给超声波探头；步骤13：超声波探头接收到读取指令，将探头id数据返回给核心处理单元；步骤14：核心处理单元通过内部存储的数据表获取超声波探头的具体信息，并根据相应的参数值输出匹配的发射信号。10.根据权利要求7所述的一种复合型超声测厚方法，其特征在于：所述的步骤7中还包括核心单元将接收到的数字信号经过dac数模转换生成对应的模拟信号，并将模拟信号数据和厚度数据信息存储到数据存储单元中，并由数据显示单元显示，经数据传输单元传输给外部存储器或电脑。
技术总结本发明公开一种复合型超声测厚仪及其测厚方法，属于电磁超声测厚技术领域，包括核心处理单元，核心处理单元连接有高压脉冲发射控制单元、超声波探头、数据存储单元和数据显示单元，所述高压脉冲发射控制单元连接有信号通道选择控制单元，高压脉冲发射控制单元通过信号通道选择控制单元连接所述超声波探头，所述超声波探头将电信号转换成超声信号，通过超声信号在被测物体上表面进入被测物体，所述信号通道选择控制单元还连接有ADC模数转换单元和FPGA处理单元，并通过探头识别芯片技术，自动识别探头类型，根据探头类型通过测厚仪内部算法和硬件电路切换，实现自动匹配对应的发射电路。解决了现有技术中存在的问题。解决了现有技术中存在的问题。解决了现有技术中存在的问题。
技术研发人员：王庆丽 任伟彬 路笃辉 孙恒颇 李守恒
受保护的技术使用者：济宁鲁科检测器材有限公司
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
