Örnekleme frekansı analizi ve ultrasonik kalınlık göstergesi seçimi

Ultrasonik kalınlık göstergesi örnekleme frekansı, enstrümanın ultrasonik yankı sinyali dijital edinimi üzerindeki frekansını, yani analog sinyal örneklemesinde (birim: hz veya mhz) saniyede sayı sayısını ifade eder .

Nyquist örnekleme teoremine göre, örnekleme frekansı, ultrasonik kalınlık ölçümünde . .} .}, sinyalin en yüksek frekansının esas olarak ultrasonik probun merkez frekansı ile belirlenmesi için sinyalin en yüksek frekansının en az 2 katı olmalıdır. 1-10MHz). Therefore, the sampling frequency of the thickness gauge usually needs to be 5-10 times the probe frequency (e.g. 10MHz probe with 50-100MHz sampling frequency) to ensure that the details of the echoed signal are accurately Yakalanan .

Zaman çözünürlüğü ve kalınlık ölçümü hassasiyeti

Zaman çözünürlüğü: Örnekleme frekansı ne kadar yüksek olursa, iki bitişik örnekleme noktası . arasındaki zaman aralığı ne kadar küçük olur, 100MHz örnekleme frekansının 10N'lik bir zaman aralığı vardır, 50MHz örnekleme frekansının 20ns zaman aralığı vardır .

Kalınlık hassasiyeti: Kalınlık hesaplamaları, ultrasonun uçuş süresine dayanır . Zaman çözünürlüğü ne kadar yüksek olursa, ölçüm süresi hatası o kadar düşük olur ve kalınlık hassasiyeti o kadar yüksek olur .

Mesafe çözünürlüğü

Mesafe çözünürlüğü, göstergenin . yüksek frekanslı örnekleme, echo sinyalinin yükselen ve düşen kenarlarının, özellikle ince duvarlı malzemelerin veya çok katmanlı yapıların ölçülmesi, somut overlap . ölçülmesinin daha doğru bir şekilde tanımlanmasına izin verebileceği iki komşu arayüz arasındaki minimum mesafedir.

Sinyal işleme kapasitesi ve gürültü bağışıklığı

Sinyal detayları: Yüksek örnekleme frekansı, sonraki sinyal işlemeyi (. g {. g {. g {{}} g {{}} g {{}} g {{}} g {{}} g {{}}

Gürültü etkileri: teorik olarak, örnekleme frekansı ne kadar yüksek olursa, yüksek frekans gürültüsüne (e . g . elektromanyetik girişim) daha duyarlı olur, ancak modern aletler genellikle örneklemeden önce geçersiz yüksek frekans gürültüsünü filtreleyebilen anti-Alias ​​filtreleri ile donatılır {{5}

Donanım ve veri işleme sınırlamaları

Donanım Maliyetleri: Yüksek frekanslı örnekleme, yüksek hızlı ADC'ler (analog-dijital dönüştürücüler), yüksek performanslı işlemciler ve büyük miktarlarda bellek gerektirir, bu da daha yüksek enstrüman maliyetlerine neden olur .

Veri Aktarımı ve Depolama: Daha yüksek örnekleme frekansları, gerçek zamanlı görüntüleme hızını etkileyebilecek veya harici depolama aygıtları gerektirebilecek daha büyük miktarlarda veri üretir .

Güç Tüketimi: Yüksek hızlı donanım tipik olarak daha fazla güç tüketir, bu da taşınabilir cihazların dayanıklılığını etkiler .

1. Yüksek örnekleme frekanslarının önerildiği senaryolar

İnce duvar ölçümleri (e . g . metal/plastik parçalar<1mm thick): multiple echoes over a short period of time need to be accurately captured.

Yüksek hassasiyetli denetimler (e . g . Havacılık ve Uzay Bileşen Kalınlık Ölçümleri ± 0 . 01mm doğruluk gerektirir): Zaman çözünürlüğü sonuçları doğrudan etkiler.

Karmaşık malzemeler (e . g . kaba taneli malzemeler, çok katmanlı kompozit yapılar): Yankı sinyalleri zayıf veya çarpıtılmış olabilir, detayları korumak için yüksek frekanslı örnekleme gerektirebilir .

2. Yüksek örnekleme frekanslarının sınırlamaları

Kalın Malzeme Ölçümü: Kalınlık büyük olduğunda, yankı zaman aralığı uzun (e . g . 100 mm çelik, yaklaşık 40μs), düşük örnekleme frekansı (. 50} g . 50} g . 50} g . 50 mhz, zaman çözünürlük gereksinimlerini (50MHz örnekleme) de karşılayabilir (50MHz örnekleme). puan), bu sefer, örnekleme frekansını artırmak, . doğruluğunu artırmak için sınırlıdır.

Maliyet ve pratiklik: rutin kalınlık ölçümü (e . g . 1-100 mm) için, çok yüksek bir örnekleme frekansı (e . g . 200 g . 200 g} MHz veya daha fazla), aşırı performansla sonuçlanabilir,.), .}) .}) .) .}) .}) .}) .}) .

Prob eşleşmesi: Örnekleme frekansının prob frekansına (genellikle prob frekansının 5 katından daha büyük veya 5 katına eşit önerilir) eşleşmesi gerekir (e . g {. g {. g), örnekleme frekansını (e {{{{{{{{{{{{{{{{.}}} g (e prob frekans frekansı ise g {}}, 1mhz), örnekleme frekans frekans frekans frekans frekans frekans frekans frekansla düşükse (e ise, ise ise is probun kendi bant genişliği) .

3. en uygun uygulama

Ölçüm aralığına ve doğruluk gereksinimlerine göre seçin: İnce duvarlı/yüksek hassasiyet → Yüksek örnekleme frekansı (100MHz'e eşit veya eşit); Kalın duvarlı/normal hassasiyet → orta örnekleme frekansı (50-100 mhz) .

Prob ve enstrüman arasındaki işbirliğine dikkat: Örnekleme frekansının prob bant genişliğinin talebini karşıladığından emin olun ve aynı zamanda, enstrümanın sinyal işleme algoritmalarını düşünün (e. g ., tepe tespiti ve ekleme algoritmlarının optimizasyonu daha önemli olabilir. frekans) .