De definitie van bemonsteringsfrequentie
De bemonsteringsfrequentie van de ultrasone dikte is verwijst naar de frequentie van het instrument op de ultrasone echosignaal Digitale acquisitie, dat wil zeggen het aantal keren per seconde op de analoge signaalbemonstering (eenheid: Hz of MHz) .
According to Nyquist sampling theorem, the sampling frequency must be at least 2 times the highest frequency of the signal in order to restore the original signal without distortion. In ultrasonic thickness measurement, the highest frequency of the signal is mainly determined by the center frequency of the ultrasonic probe (such as common probe frequency of 1-10 mHz) . Daarom moet de steekproeffrequentie van de dikte -meter meestal 5-10 maal zijn de sondefrequentie (e . g . 10 mhz sonde met50-100 mHz Sample Frequentie) vastgelegd .
Frequentieparameters die worden beïnvloed door de bemonsteringsfrequentie
Tijdresolutie en dikte meetprecisie
Tijdresolutie: hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe kleiner het tijdsinterval tussen twee aangrenzende bemonsteringspunten . Bijvoorbeeld, een bemonsteringsfrequentie van 100 MHz heeft een tijdsinterval van 10ns, terwijl een bemonsteringsfrequentie van 50 MHz een tijdsinterval heeft van 20ns {{{{{.}
Dikte precisie: dikteberekeningen zijn gebaseerd op de tijd van de vlucht van de echografie door het materiaal . hoe hoger de tijdresolutie, hoe kleiner de meettijdfout en hoe hoger de dikte nauwkeurigheid .
Afstandsresolutie
Afstandsresolutie is de minimale afstand tussen twee aangrenzende interfaces die de meter kan onderscheiden {. Hoge frequentie bemonstering zorgt voor een meer nauwkeurige identificatie van de stijgende en dalende randen van het echosignaal, vooral bij het meten van dunwandige materialen of meerlagige structuren, vermeden valse bepaling
Signaalverwerkingsmogelijkheden en ruisimmuniteit
Signaaldetails: Hoge bemonsteringsfrequentie behoudt meer golfvormdetails (e . g ., amplitude, fase) van het echo -signaal, dat de daaropvolgende signaalverwerking vergemakkelijkt (e . g ., filtering, peic detection, defect identificatie) . .
Geluidseffecten: theoretisch geldt: hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe gevoeliger voor hoogfrequente ruis (e.g. elektromagnetische interferentie), maar moderne instrumenten zijn meestal uitgerust met antialiasfilters, die ongeldige hoogfrequente ruis kunnen wegfilteren voordat ze worden bemonsterd.
Beperkingen van hardware en gegevensverwerking
Hardwarekosten: hoge frequentiebemonstering vereist hoge snelheid ADC's (analoog-naar-digitale converters), hoogwaardige processors en grote hoeveelheden geheugen, wat resulteert in hogere instrumentkosten .
Gegevensoverdracht en -opslag: hogere bemonsteringsfrequenties genereren grotere hoeveelheden gegevens, die de realtime weergavesnelheid kunnen beïnvloeden of externe opslagapparaten vereisen .
Stroomverbruik: snelle hardware verbruikt meestal meer vermogen, wat het uithoudingsvermogen van draagbare apparaten beïnvloedt .
De toepassingen van hoge bemonsteringsfrequentie
1. scenario's waarbij hoge bemonsteringsfrequenties worden aanbevolen
Dunne muurmetingen (e . g . metaal/plastic onderdelen<1mm thick): multiple echoes over a short period of time need to be accurately captured.
Hoogprecisie-inspecties (e . g . Aerospace Component Dikte metingen die ± 0 . 01 mm nauwkeurigheid vereisen): Tijdresolutie heeft direct invloed op de resultaten.
Complexe materialen (e . g . grofkorrelige materialen, composietstructuren met meerdere lagen): echo-signalen kunnen zwak of vervormd zijn, waarvoor hoogfrequente bemonstering vereist is om details te behouden .
2. beperkingen van hoge bemonsteringsfrequenties
Thick material measurement: When the thickness is large, the echo time interval is long (e.g. 100mm steel, the flight time is about 40μs), low sampling frequency (e.g. 50MHz) can also meet the time resolution requirements (50MHz sampling interval of 20ns, 40μs can be 2000 punten), deze keer, verhoogt de bemonsteringsfrequentie beperkt om de nauwkeurigheid te verbeteren .
Kosten en praktischheid: voor routinedikte -meting (e . g . 1-100 mm), te hoog een bemonsteringsfrequentie (e . g . 200 MHz of meer) kan resulteren in overmatige prestaties, overmatige operationele prestaties en apparatuurkosten .}.
Sonde -matching: de steekproeffrequentie moet overeenkomen met de sondefrequentie (meestal aanbevolen groter dan of gelijk aan 5 keer de sondefrequentie), als de sondefrequentie laag is (e . g ., 1MH De eigen bandbreedte van de sonde) .
3. de meest juiste praktijk
Selecteer volgens het meetbereik en nauwkeurigheidsvereisten: dunwandige/hoge precisie → hoge bemonsteringsfrequentie (groter dan of gelijk aan 100 MHz); dikwandig/reguliere precisie → medium bemonsteringsfrequentie (50-100 mhz) .
Aandacht voor de samenwerking tussen de sonde en het instrument: zorg ervoor dat de bemonsteringsfrequentie voldoet aan de vraag van de sonde -bandbreedte, en overweeg tegelijkertijd de signaalverwerkingsalgoritmen van het instrument van het instrument (E . g ., de optimalisatie van de piekdetectie en echo -herkenningsalgoritmen is belangrijker om de SAMPLING te zijn. frequentie) .