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专利号: 2019102274579
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于搪锡层厚度测量方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:步骤一:通过回波法测搪锡层厚度

设声波在耦合剂中传输时间为t0,从发射声波到接受第i次反射波所需时间tfi表示为:式中c为超声波声速,d为搪锡层的厚度值;因此,回波法测厚公式如下:Tf1、Tf2分别为从发射波到接受第1、2次反射回波所需时间;

步骤二:用相关系数法在具有扰动混合的叠加信号中提取回波信号假定两个回波信号x(t)和y(t+τ),存在一个系数axy,使得x(t)=axyy(t+τ)+xe(t),xe(t)为一误差信号;

按最小均方差标准:

当 最小时,说明两组信号最接近,此时:带入(3)式得最小近似误差:

用信号x(t)对最小近似误差进行归一化处理得:故令 为x(t)和y(t+τ)的相关系数,其衡量了两信号的相似程度,对于离散信号,相关系数为:x1(i)、x2(i)为两能量有限信号,式中n为离散数据的长度,易知|ρ|≤1;

当|ρ|=1时,则称x2(i)由x1(i)线性表示;|ρ|=0时,则称x2(i)和x1(i)不相关;当|ρ|越接近1,则说明x2(i)和x1(i)相关程度越紧密;

令系统采样频率为f,对回波信号进行离散化处理;选取一次回波信号中的前n个采样数据点x1(1)~x1(n),通过模糊估计的方法在近似为二次回波处选取n个采样数据点x2(i+t)~x2(n+t+i‑1),t=0,1,…,r‑1;i>1,对其循环进行相关性计算,循环计算长度为r,因此,会得到r个相关系数ρ;

当ρ取得最大值时,表明此两束回波信号相关程度较高,判定其为一次、二次回波信号,找出峰值处一次、二次回波信号之间的步长差i+t,则一次、二次回波之间的时间差(Tf2‑Tf1)为 进而利用公式(2)计算出搪锡层厚度值。

2.根据权利要求1所述的一种应用于搪锡层厚度测量方法,其特征在于:所述的找出峰值处一次、二次回波信号之间的步长差;具体为:提出对得到的r个相关系数进行拉格朗日插值计算,即在每两个相关系数之间插入3个理论值;

拉格朗日插值多项式为:

式中a1,a2,…,am+1为m+1个互不相同的数,b1,b2…,bm+1为任意m+1个不全为零的数;

取m=3时,此时f(x)的计算公式如下:式中Rl表示选取进行相关性计算的两采样信号之间的步长差为l,ρm表示对应步长差为l时计算得到的相关系数;按式(9)进行插值计算,每两个相关性系数之间将插入3个理论值,即相当于将采样频率提高4倍,插值处理后的数据利用MATLAB软件进行绘图,找出更加精确的一次二次回波之间的步长差,当步长差为l,则一次二次回波之间传输时间差为进而利用公式(2)计算出搪锡层厚度值。