Opredelitev frekvence vzorčenja
Frekvenca vzorčenja ultrazvočne debeline se nanaša na frekvenco instrumenta na ultrazvočnem odmevnem signalu digitalne pridobitve, to je številokrat na sekundo na vzorčenju analognega signala (enota: Hz ali MHZ) .
Glede na teorem za vzorčenje Nyquist mora biti frekvenca vzorčenja vsaj 2 -krat večja od najvišje frekvence signala, da se obnovi prvotni signal brez popačenja . pri merjenju ultrazvočne debeline, je najvišja frekvenca signala predvsem v glavnem s srednjo frekvenco ultrazonske sonde 1-10 mhz) . Zato je treba frekvenco vzorčenja merilnika debeline običajno 5-10 krat večja frekvenca sonde (e . g. 10 mhz, ki je natančna, da so podrobnosti o {{7} mhz vzorčenja) zajeti .
Frekvenčni parametri, na katere vpliva frekvenca vzorčenja
Časovna ločljivost in natančnost merjenja debeline
Časovna ločljivost: višja kot je frekvenca vzorčenja, manjši je časovni interval med dvema sosednjima točkama vzorčenja . na primer, 100MHz frekvenca vzorčenja ima časovni interval 10N, medtem ko ima 50MHz frekvenca vzorčenja časovni interval 20N .
Natančnost debeline: Izračuni debeline temeljijo na času letenja ultrazvoka skozi material . Višja kot je časovna ločljivost, manjša je napaka merjenja in večja je natančnost debeline .
Ločljivost razdalje
Ločljivost razdalje je najmanjša razdalja med dvema sosednjima vmesnikoma, ki jih lahko merilniki ločijo . visokofrekvenčne vzorčenja omogoča natančnejšo identifikacijo naraščajočih in padajočih robov signala odmeva, zlasti pri merjenju tankostnih materialov ali večplastnih struktur, ki se izognejo napačnim določitvam zaradi eho prezračevanja {4}
Sposobnost obdelave signala in imunost hrupa
Signal details: High sampling frequency retains more waveform details (e.g., amplitude, phase) of the echo signal, which facilitates subsequent signal processing (e.g., filtering, peak detection, defect identification).
Učinki hrupa: Teoretično je večja frekvenca vzorčenja, bolj občutljiva je na visokofrekvenčni hrup (E . g . elektromagnetne motnje), vendar so sodobni instrumenti običajno opremljeni z anti-alias filtri, ki lahko filtrirajo utemeljeno hrup pred vzorčenjem.
Omejitve strojne in obdelave podatkov
Stroški strojne opreme: Visokofrekvenčna vzorčenje zahteva visoke hitrosti ADC-jev (analogno-digitalni pretvorniki), visokozmogljive procesorje in velike količine pomnilnika, kar ima za posledico višje stroške instrumentov .
Prenos podatkov in shranjevanje podatkov: večje frekvence vzorčenja ustvarjajo večje količine podatkov, ki lahko vplivajo na hitrost prikaza v realnem času ali zahtevajo zunanje naprave za shranjevanje .
Poraba energije: Hitro strojna oprema običajno porabi več moči, kar vpliva na vzdržljivost prenosnih naprav .
Uporaba visoke frekvence vzorčenja
1. scenariji, kjer se priporočajo visoke frekvence vzorčenja
Meritve tanke stene (E . g . kovinski/plastični deli<1mm thick): multiple echoes over a short period of time need to be accurately captured.
Pregledi z visoko natančnostjo (E . g . Meritve debeline debeline komponent Aerospace, ki zahtevajo ± 0 . 01mm natančnost): časovna ločljivost neposredno vpliva na rezultate.
Kompleksni materiali (E . g . grobozrnate materiale, večplastne sestavljene strukture): Echo signali so lahko šibki ali popačeni, kar zahteva visokofrekvenčno vzorčenje, da se ohranijo podrobnosti .
2. Omejitve visokih frekvenc vzorčenja
Debelo merjenje materiala: Ko je debelina velika, je časovni interval odmeva dolg (e . g . 100 mm jeklo, čas letenja je približno 40 μs), nizka frekvenca vzorčenja (e . g {4. 50 mhz) lahko prav tako izpolni zahteve za časovno ločljivost (50mhz, ki jih je mogoče, tudi 40mhz (50mhz beležke, ki jih je mogoče, tudi 40mhz, ki jih je mogoče spoprijeti s 40.}}} mhz) točke), tokrat je povečanje frekvence vzorčenja omejeno na izboljšanje natančnosti .
Stroški in praktičnost: Za rutinsko merjenje debeline (e . g . 1-100 mm), previsoka frekvenca vzorčenja (E . g . 200 mhz ali več) lahko povzroči pretirano delovanje, povečanje stroškov operativne in opreme .
Probe matching: the sampling frequency needs to match the probe frequency (usually recommended>=5 times the probe frequency), if the probe frequency is low (e.g., 1MHz), blindly increase the sampling frequency (e.g., 100MHz) will not improve the resolution (limited by lastna pasovna širina sonde) .
3. najbolj pravilna praksa
Izberite v skladu z merilnim območjem in zahtevami natančnosti: tankostensko/visoko natančnost → visoka frekvenca vzorčenja (večja ali enaka 100MHz); debelo steno/navadna natančnost → frekvenca srednjega vzorčenja (50-100 mhz) .
Pozornost na sodelovanje med sondo in instrumentom: Prepričajte se, da frekvenca vzorčenja ustreza povpraševanju po pasovni širini sonde in hkrati razmislite o algoritmih obdelave signalov instrumenta (e {{0} g ., lahko optimizacijo algoritme za natančnost in eho prepoznavanje, pomembnejše algoritme, pomembne frekvenca) .