Analisi della frequenza di campionamento e selezione del calibro di spessore ad ultrasuoni

La frequenza di campionamento del calibro di spessore ultrasonico si riferisce alla frequenza dello strumento sull'acquisizione digitale del segnale di eco ad ultrasuoni, ovvero il numero di volte al secondo sul campionamento del segnale analogico (unità: Hz o MHZ) .

Secondo il teorema del campionamento di Nyquist, la frequenza di campionamento deve essere almeno 2 volte la più alta frequenza del segnale al fine di ripristinare il segnale originale senza distorsione . nella misurazione dello spessore ultrasuone, la più alta frequenza del segnale è principalmente determinata dalla frequenza centrale della sonda ultrasutica (come la frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza della sonda comune della frequenza di sonda 1-10 mHz) . Pertanto, la frequenza di campionamento del calibro di spessore di solito deve essere 5-10 volte la frequenza della sonda (e . g . 10 sonda MHz con 50-100 MHz Sambraing Frequency) per i dettagli di OCCHOED ACCHOED ACCHOED ACCHOED ACCHOED ACCHOED ACCHOED ACCHOED SHUCHACHYACHEY. catturato .

Risoluzione temporale e precisione di misurazione dello spessore

Risoluzione temporale: maggiore è la frequenza di campionamento, maggiore è l'intervallo di tempo tra due punti di campionamento adiacenti . Ad esempio, una frequenza di campionamento da 100 MHz ha un intervallo di tempo di 10N, mentre una frequenza di campionamento a 50 MHz ha un intervallo di tempo di 20n .}

Precisione dello spessore: i calcoli dello spessore si basano sul tempo di volo dell'ecografia attraverso il materiale . maggiore è la risoluzione temporale, minore è il tempo di misurazione di misurazione e maggiore è l'accuratezza dello spessore .

Risoluzione a distanza

La risoluzione della distanza è la distanza minima tra due interfacce vicine che il calibro può distinguere . che il campionamento ad alta frequenza consente un'identificazione più accurata dei bordi in aumento e in calo del segnale Echo, specialmente quando si misurano materiali a parete sottile o strutture a più strati, evitando determinazioni a causa della sovrapposizione di Eche .

Capacità di elaborazione del segnale e immunità al rumore

Dettagli del segnale: la frequenza di campionamento elevata mantiene più dettagli della forma d'onda (e . g ., ampiezza, fase) del segnale Echo, che facilita il successivo elaborazione del segnale (E . G ., filtraggio, detesso di picco, identificazione di defetti) {4}

Effetti del rumore: teoricamente, maggiore è la frequenza di campionamento, più sensibile al rumore ad alta frequenza (E . g . interferenza elettromagnetica), ma gli strumenti moderni sono generalmente equipaggiati con filtri anti-alias, che possono filtrare il rumore ad alta frequenza invalida prima del campionamento.

Limitazioni di elaborazione hardware e dati

Costi hardware: il campionamento ad alta frequenza richiede ADC ad alta velocità (convertitori da analogico a digitale), processori ad alte prestazioni e grandi quantità di memoria, con conseguenti costi di strumenti più elevati .

Trasferimento e archiviazione dei dati: frequenze di campionamento più elevate generano maggiori quantità di dati, che possono influire sulla velocità di visualizzazione in tempo reale o richiedono dispositivi di archiviazione esterni .

Consumo energetico: hardware ad alta velocità in genere consuma più potenza, che influisce sulla resistenza dei dispositivi portatili .

1. scenari in cui si consigliano alte frequenze di campionamento

Misure di parete sottile (e . g . parti metalliche/plastiche<1mm thick): multiple echoes over a short period of time need to be accurately captured.

Ispezioni ad alta precisione (e . g . Misurazioni dello spessore del componente aerospaziale che richiedono ± 0 . 01mm Accuratezza): la risoluzione temporale influisce direttamente sui risultati.

Materiali complessi (e . g . Materiali a grana a grana, strutture composite a più livelli): i segnali di eco possono essere deboli o distorti, che richiedono campionamento ad alta frequenza per preservare i dettagli .}}}}}}}}}}}}}}}}}

2. Limitazioni delle alte frequenze di campionamento

Misurazione del materiale spesso: quando lo spessore è grande, l'intervallo di tempo dell'eco è lungo (e . g . 100 mm in acciaio, il tempo di volo è di circa 40 μs), la frequenza di campionamento a basso campionamento (e .} g . 50 MHz) può anche soddisfare i requisiti di risoluzione del tempo (50mHz Stuping di 20ns, 400 punti), questa volta, aumentare la frequenza di campionamento è limitato per migliorare l'accuratezza .

Costo e praticità: per la misurazione dello spessore di routine (E . g . 1-100 mm), una frequenza di campionamento troppo alta (E . g . 200 MHz o più) può provocare prestazioni eccessive, aumentando la complessità operativa e i costi delle apparecchiature .}

Corrispondenza della sonda: la frequenza di campionamento deve corrispondere alla frequenza della sonda (solitamente consigliata maggiore o uguale a 5 volte la frequenza della sonda), se la frequenza della sonda è bassa (e . g ., 1MHz), aumenta ciecamente la frequenza di campionamento (E . g {5}) la larghezza di banda della sonda) .

3. la pratica più corretta

Selezionare in base all'intervallo di misurazione e ai requisiti di precisione: frequenza di campionamento ad alta parete/alta con parete sottile/alta (maggiore o uguale a 100 MHz); Precisione a parete spessa/regolare → frequenza di campionamento media (50-100 mHz) .

Attenzione alla cooperazione tra la sonda e lo strumento: assicurarsi che la frequenza di campionamento soddisfi la domanda della larghezza di banda della sonda, e allo stesso tempo, considerare gli algoritmi di elaborazione del segnale dello strumento (e. g . frequenza) .