CN101855514B - 使用气体作为耦合介质的声学厚度测量 - Google Patents

Abstract

一种适于在充满气体的空间中进行操作的声学设备，用于对待测量的对象进行非接触厚度测量，或者用于位于对象相对侧上的介质的非接触表征。该设备包括用于向待测量的对象输出声信号、并接收声响应信号的电声收发器，以及用于处理响应信号和确定对象厚度的信号处理器。换能器具有从换能器到气体的声学界面，并适于向对象发射声宽带脉冲，并接收声谐振响应信号。信号处理器通过使用在预定的信噪比级别之上的谐振响应信号的快速傅立叶变换(FFT)，来确定待测量对象的厚度，或者表征位于对象相反侧上的介质。

Description

使用气体作为耦合介质的声学厚度测量

背景技术

A.可用的气体管道监控系统

当前两种主要方法可用于检查/监控气体管道中的壁的状态，即，光学方法和称为磁通量泄漏方法(Magnetic Flux Leakage)的方法。通常所关心的是在常规检查中，优选地在正常工作条件下，无需采取特殊措施(诸如用液体填充管道以提供用于通过超声装置来执行这种测量的耦合介质)就能够确定管壁厚度以及管道的其它条件，由于这种特殊措施成本高，并导致所涉及的管道的操作长时间的中断。光学方法是诸如由“光清管器(Optopig)”所利用的一种方法，其基于激光并以沿着并且穿过管壁的、适用于内部表面的约为1mm的分辨率来测量到壁的距离，但是不测量“剩余的”厚度。该系统通常不能应用于覆盖有浓缩物或者其它液体材料的区域。磁通量泄漏方法是计算给定区域中的质量损耗的方法，但是不能计算绝对厚度，且该方法不能应用于非常厚的管壁。

长期以来，一直认为在测量装置和待测量的对象之间存在气体的情况下，对厚度和其它特性进行非接触超声(NCU)测量是不可能的梦想。在万维网的网页http://www.ultragroup.com/Company/Publications/PDF/esm1.pdf上发表的“智能材料百科(Encyclopedia of Smart Materials)”(作者Mahesh C.Bhardwaj，编辑A.Biederman，John Wiley & Sons，纽约(预计在2001年))的预印章节中，强调了该总体观点。虽然在前述出版物中提出了用于进行NCU测量的某些技术，但是它们看起来都受到(其商业应用和在市场上的成功相对于本专利申请尚未变得明显的程度的)限制。

因此，需要一种在很宽的应用范围中使用简单、并且可靠地和精确地提供待测量对象的厚度和其它特性的NCU测量的装置和方法，具体地，用于诸如气体管道检查的应用。

B.发明领域

本发明特别适于同时监控气体管道的腐蚀和表征管壁外部的介质。更具体地，本发明涉及一种新颖的装置和方法，用以从内部现场监控这种气体管道，并且同时表征围绕管道的介质。如果管道有涂层，则该表征法可以判断涂层是否已经从管壁上变松。如果存在覆盖管道底部的液体层，该方法在具有某些几何限制的情况下也可以应用，几何限制涉及在气体介质和水表面之间的临界角。临界角以上的所有声能被从表面反射，而对于大于该临界角的角度是不能测量的。同样的装置还可应用于已知的海上和陆上管道直径(达到约1.5m)的范围内。

通过使用脉冲声能穿透管壁，其中脉冲声能包括具有对应于壁厚的两倍或者该值的整数的波长的分量，这些频率会产生横穿管壁的驻波。当发射的脉冲到达末端时，再次辐射谐振能，并由位于与壁有一定距离处的接收换能器进行检测。

参照图1，示出了从换能器111发射的声信号100被钢管壁112反射、并由接收器换能器111接收的实例。在管道内部是介质A，而在管道外部是介质B1。声信号100由直接反射部101和谐振部102组成。包括在接收信号中的能量的量受管壁的声学特性和壁两侧介质的影响。壁后面的介质的声阻抗与壁的声阻抗越接近，反射总能量就越低。

参照图2，其示出了如图1的对应的结果，这里仅介质B2与图1中的介质B1不同，通过比较图1和图2可以看出，所反射的声能的谐振部(102和202)发生了变化。

发明内容

本发明提供一种适于在充满气体的空间中进行操作并且从待测量的对象的第一侧对待测量的对象进行非接触厚度测量或者对位于待测量对象的第二侧上的介质进行非接触表征的声学设备。有利地，本发明的设备实施为电声设备。该设备通常包括电声换能器装置、与电声换能器装置相耦合并适于激励电声换能器装置以输出朝向待测量的对象的声信号并从其接收声响应信号的收发器设备、适于处理响应信号和根据声响应信号来确定待测量的对象的厚度特性的信号处理器。本发明的电声换能器装置具有换能器至气体的声学界面，收发器适于操作电声换能器装置，从而将朝向对象的声宽带脉冲发射到在电声换能器装置和待测量的对象之间的充满气体的间隙中，接收处于允许获得在预定信噪比级别之上的所述谐振响应信号的级别的所述声响应信号中的所述声谐振响应信号。信号处理器适于使用所获得的高于预定信噪比级别的谐振响应信号的快速傅立叶变换(FFT)，来确定待测量的对象的厚度特性，或者表征位于待测量的对象的第二侧上的介质。

在本发明的设备的实施例中，与电声换能器装置耦合的收发器装置适于使用具有比在待测量的对象的飞行时间(in time of flight)厚度测量时使用的频率至少低十倍程的频率范围的声分量的声信号来操作。

在本发明的设备的进一步的实施例中，其包括换能器承载装置，适于将充满气体的间隙与面对充满气体的间隙的对象的表面保持预定距离。

在本发明的设备的又一个进一步的实施例中，换能器承载装置适于沿着面对充满气体的间隙的对象的表面运送电声换能器。

在本发明的设备的再一个进一步的实施例中，其适于基于待测量的对象的标称厚度、在充满气体的间隙中的气体的声学特性、以及宽带脉冲的频率的至少一个，自动建立预定的距离，以便优化非接触厚度测量的质量。

本发明给出了管道检测的增加的价值，由于它能够通过作为声信号的耦合介质的气体层来从至少部分填充气体的管道内部测量管壁的绝对厚度，本发明的设备或者方法所采用的气体层现在允许的范围从小于或者约为10毫米到1000毫米或者以上，并同时能够表征位于管壁外侧的介质。其还可应用于具有浓缩物的气体管道，并且同一个设备可应用于不同直径的管道。

从如下对本发明的详细描述可容易地理解进一步的实施例，并且实例和附图用于解释和披露本发明。

附图说明

图1是管壁110的示意图，其中在该壁的每一侧的介质是相似的，还示出了由该壁所产生的反射信号100。

图2是管壁210的示意图，其中在该壁的每一侧的介质是不同的，还示出了由该壁所产生的反射信号200。

图3是用于气体管道监控的本发明的系统的示意图。

图4是具有两层涂层的管道的示意图。

图5是换能器模块和一个单独换能器的一种可能的设计的示意图。

图6是换能器模块的设计略图(outline)，其中发射阵列与接收阵列空间上隔开。

图7是管道中的换能器模块的略图，用以说明相应的发射换能器和接收换能器之间的距离怎样依赖于气体和声音的速度、以及距管壁的距离。

图8从不同的方面示出了两个阵列。

图9是用于气体管道监控系统的一种可能设计的示意图。

图10是本发明的算法的示意图。

图11是用于谐波集识别的流程图。

具体实施方式

关于本发明的整体系统

参照图3，示出了描述使用根据本发明的系统的情况的实例的示意图。管道充满具有1bar以上范围内的压力的气体300，例如从储气池输送的天然气。在这种情况中使用的本发明的系统被优选地设计，以绘制(map)完整的管壁厚度分布，还表征(characterize)围绕管道的介质/多种介质。换能器与管壁之间的距离根据管道直径的变化而变化(由箭头305和306来指示)。管道内部是用于大直径管道的承载装置301，以及用于较小直径管道的承载装置302，优选地是现成的清管器(pig)，其容纳有超声换能器阵列307，并包括模拟的和数字的电子装置307和308，以及电源309。清管器由气流驱动贯穿管道运动。

参照图4，管道400通常由钢壁401制成，并且可覆盖有一个或者多个涂层402和403。例如，表征钢管壁外部的介质的任务可以是，例如，检测内部涂层已经从钢管壁脱落的发生。

关于换能器

参照图5，该图示出了圆柱换能器模块500的一半的示意图，并且换能器532中的一个包括多个发射元件532-1和一个接收元件532-2。该设计将会是多个可能的设计中的一种。发射换能器元件通常是单晶复合材料，而接收换能器元件通常是压电复合元件。换能器可以有利地在换能器正面(图中未示出)的前方具有一层或者多层匹配层，以改进由于声阻抗的不同而在换能器和气态介质之间的界面处的声能耦合。发射元件和接收元件均位于包含与发射元件和接收元件中的每个相耦合的电极的外壳中。通常外壳还具有使换能器电连接至系统的电子部的触点。

根据清管器的速度，换能器的发射部和接收部可以在空间上隔开。

参照图6，该图示出了接收换能器阵列601～624与发射换能器阵列625～648在空间上隔开的装置的示意图。图中描绘了气体管道换能器模块600、阵列之间的距离650、来自发射换能器阵列647的一个元件、以及来自接收换能器阵列623的一个元件。在图6中示出的设计仅仅是多种可能的设计中的一种。

参照图7，示出了具有钢的管壁701和换能器模块702的管道700。c是管道内的气体介质中的声速，v是载体清管器的运动速度。根据以下公式，相应的发射器703和接收换能器704之间的距离d1取决于气体的速度v、声速c、以及从换能器到管壁的距离d2：

d1＝(2*d2*v)/c

本发明的设备包括根据上述公式改变距离d1的机械装置。

当相对于气体速度的发射频率决定横向覆盖率时，换能器的数量将取决于管壁圆周的所期望的覆盖率。可以单独操作阵列中的换能器，或者可以应用波束成形(beam forming)。

参照图8，示出了从两个不同方面801和802、以及804和805看到的两个阵列。为了使图示简单，仅示出了静态实例。803示出了来自801和802中示出的阵列的每个换能器的合成的(resulting)声波穿透区域(覆盖区(footprint))。覆盖率小于100％。相应地，804和805中示出的配置导致重叠的覆盖区域以及如806所示的100％的覆盖率。

关于电子系统：

图9示出了图3中示出的用于对象以及后面的介质的材料性质的现场测量的系统的框图，其中现场测量使用气态介质作为用在本发明中的声学耦合介质。

在函数发生器901中产生宽带电波形。为了获得尽可能好的信噪比，使用功率放大器902来增加宽带电波形的幅度。为了具有相同的信噪比，当在换能器和对象之间使用气体作为耦合介质时，与换能器耦合至具有更高的声阻抗的介质(例如水)相比，换能器需要更高的激励电压。这是由于除了声能在气体中与例如在水中相比具有更大的衰减之外，在气态介质和换能器之间的声阻抗中存在大的失配。

使用发射匹配网络903来改善系统的带宽。这种匹配网络允许功率放大器在所需要的操作带宽内利用改善的线性度在更宽的频带上驱动。换能器和匹配网络构成整节3阶带通滤波器。这还可以使用构成更高阶的带通滤波器的其它匹配网络设计来实现。

换能器装置904的发射部将宽带电波形转换为机械振动。这些机械振动使得宽带声信号从换能器通过气态介质向管壁传播。当到达管壁时，宽带声信号部分地被壁反射，并且部分地透射到壁中。如果部分地透射的宽带声信号包括波长对应于管壁厚度两倍的分量，或者是该值整数倍的分量，则这些频率会建立横穿管壁的驻波。

当所发射的脉冲到达末端时，谐振能量被再次辐射并通过气态介质传播，以在换能器装置904的接收部处接收。换能器的接收部将机械振动转换为通常是mV级的电信号。由于通过换能器装置904的接收部和数字转换器906之间的电缆的信号强度的损耗，在通过电缆发射这些信号之前，将其施加至低噪声预放大器905。该预放大器通常设置在紧跟水听器(hydrophone)之后。如果电缆很长和/或者信号幅度很低，则在信号进入到数字转换器906之前可能需要附加的放大器。

经放大的电信号由诸如模数(A/D)转换器的数字转换器906进行数字化，并存储在处理器的存储器或者诸如闪存的存储介质中用于之后的分析。如果将数字化数据存储在处理器的存储器中，可以对数字化数据进行分析、显示然后存储。处理器使用的技术将在下面作详细描述。

控制单元907包括处理器，还可包括存储介质。

该系统的一种可能的改进是在发射、接收或者二者中使用均衡技术。使用均衡技术可以改善图9中所示的系统的总体相线性度、效率以及幅度响应。

关于算法

在整个图10的流程图中，假设显示的数据也存储在合适的存储介质中。

1001时间信号

对应于来自DAQ单元180的电压的一系列实数。此后将其称为时间矢量。

1002输入参数

●测量对象的声速，c_o

●用于谱估计的时间窗的长度，N

●没有谐振拖尾的初级响应的期望宽度，W

●谱估计方法

●液体的声速，c_w

●窗函数的选择(例如，Hanning，Bartley)

●采样频率，F_s

●在收发器中使用的频率间隔

●期望的厚度上界

●初级回波和次级回波中的峰值能量之间的最小比率

●位于参考存储器中的数据集的数量，M

●整数公差(1022-6)

●低频率权重阈值(1022-7)

1010时频分析

输入：时间信号、谱估计技术、N、F_s

使用任何标准的技术，诸如滑动傅立叶变换、或者维纳分布(Wigner distribution)，来估计时频域中的功率含量。识别最大能量的时间，由此和N找到拖尾的开始时间。

输出：功率矩阵、时间矢量(以采样间隔为单位)、频率矢量(以Hz为单位)、拖尾时间的开始

1020识别初级回波

输入：时间矢量、初级回波的期望宽度

找到对应于最大脉冲能量的时间，并使用初级回波的期望宽度来寻找回波的开始和停止。

输出：回波的开始时间和停止时间

1021谱估计

输入：时间矢量、谱估计方法、分析的开始时间和停止时间，窗函数、N、F_s

使用从基于周期图的方法到参数方法的任何标准技术，例如使用Yule-Walker模型，来估计时间信号的频率功率含量。在两个窗中执行估计，一个仅包括拖尾(从回波的结束开始，持续至回波+N结束)，另一个包括回波及其拖尾，从回波-N开始的时间开始，持续到回波+N结束。

类似地，使用标准技术来计算双频谱、三阶累积量的频谱。对双频谱的解释没有对普通频谱的解释那样清晰，但是它的主要优点在于有效地抑制高斯噪声，并突出与相位耦合的频率。

输出：功率矢量拖尾、具有对应于功率值的频率(以Hz为单位)的矢量、功率矢量回波、具有对应于功率值的频率(以Hz为单位)的矢量、双频谱矩阵、相应的频率

1022谐振频率的识别

输入：频率矢量拖尾、频率矢量回波、频率矢量双频谱、收发器中使用的频率间隔

识别谐波频率并为其分配正确的谐波阶次。在下面的1022-1至1022-8中详细描述该过程。

输出：对应于谐振频率的时间矢量和频率矢量的指数、谐波阶次

1023表征测量对象

输入：c_o、谐振频率、谐波阶次

按照下列公式计算测量对象的厚度

$d=<\frac{c_{o}n}{2f_{\mathrm{res}}}>,---\left(2\right)$

其中n是指示谐波阶次的整数，f_res是谐波阶次n的谐振频率，以及<·>表示求平均值。

显示结果。

输出：厚度估计

1030识别次级回波

输入：时间矢量、初级回波的开始时间和停止时间、初级回波和次级回波的峰值能量之间的最小比率

目的是确定在时间信号中是否存在叠加的两组回波，这表示在收发器和测量对象之间存在液体层。次级回波是收发器最初发射的脉冲的一部分，其中该部分脉冲穿过气体-液体界面进行透射，通过液体继续前进，被测量对象反射，并最终穿过液体-气体界面进行透射。因此，次级回波包含来自测量对象的信息，因此关键是对该回波而不是对初级回波进行进一步的分析。

假设次级回波具有与初级回波类似的时间范围，并在初级回波之后显现一段时间。如果没有找到次级回波，则返回空值。

输出：次级回波的开始时间和停止时间

1031液体存在吗？

输入：二次回波的开始时间和停止时间

如果输入为空，则继续进行计算，其中初级回波确定用于分析的窗。

如果输入非空，则认为液体存在，并继续进行分析，其中使用次级回波为基础来确定相关的时间窗。

输出：是否找到了次级回波

1032液体层的深度

输入：次级回波和初级回波的时间、c_w

根据次级回波和初级回波之间的时间差，按照下述公式来计算液体层的深度

$l=\frac{c_w}{t_{\sec }-t_{\mathrm{prim}}}$

其中t_sec和t_prim分别是初级脉冲和初级脉冲的到达时间。

存储并显示该值。

输出：所估计的液体层的深度

1040衰减时间

输入：时频功率矩阵、谐振频率的指数、拖尾时间的开始找到拖尾中谐振频率的特有的衰减时间。

输出：谐振频率的衰减时间

1041谐振频率的能量

输入：功率矢量拖尾、功率矢量回波、谐振频率的指数

输出：谐振频率中的功率相对于回波脉冲中的总功率(功率谱密度对频率进行积分)的比率。

现在，解释用于谐波集识别的图11的流程图的细节。

1022-1找到局部最大/最小

输入：功率矢量回波、功率矢量拖尾、双频谱矢量

在双频谱矢量和功率矢量拖尾中找到局部最大。在功率矢量回波中找到局部最小。

三个集合的合并是潜在的谐波频率候选项的列表。

输出：谐波频率候选项

1022-2最大/最小的权重

输入：谐波频谱候选项、功率矢量回波、功率矢量拖尾、双频谱矢量、滤波器尺寸

1.用零值对权重矢量进行初始化，除了在谐波频率候选项处，其中来自功率矢量的值用于双频谱和拖尾。在每种情况下，权重矢量被归一化至最大值，例如，来自双频谱候选项频率的所有权重被归一化至少双频谱矢量中的最大值。

2.用功率矢量回波的经滤波的形式减去功率矢量回波。在这种情况下在局部最小处的差限定了权重。归一化至所找到的最大的差。

3.现在具有三个可用的权重集合，W_bisp，W_tail，W_echo，对每个集合进行归一化以使最大的权重为1。

4.对于每个集合，通过以下公式来定标权重

$W_j\left(i\right)=W_j\left(i\right)\underset{k\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Pi;}}\exp (-d_k)$

其中d_k是在集合k中到达非零权重的最短距离。W_j(i)是第j个集合的第i个元素。

5.对来自每个集合的权重求和，以获得单个权重矢量

下一个权重矢量将权重赋给各功率矢量中的大的峰值/低的最小值，但是使每个权重恶化，如果该权重远离其他集合中的频率。权重是0和1之间的实数。

输出：分配给每个谐波频率候选项的权重

1022-3根据权重的分类

输入：权重、谐波频率候选项

对权重矢量进行分类，并使用分类指数对谐波频率候选项进行重新整理，从而以权重阶次降低的方式列出权重矢量。

输出：经分类的谐波频率候选项

1022-4建立频率集合

输入：经分类的谐波频率候选项、权重、频率权重阈值

1.抑制阈值以下的所有候选频率

2.将频率候选项重新整理为多个集合。如果有N个候选项，则建立N个列表{f₁，...，f_N}，{f₁，...，f_N-1}，等等，其中逐步去掉先前列表中的最小权重的频率。每个列表此后称为频率集合。

将每个频率集合表示为F_n。

输出：频率集合{F₁，F₂，...，F_N}

1022-5通过所有集合，i＝1，...，N的循环

1022-6找到谐波集合：

输入：频率集{F₁，F₂，...，F_N}、整数公差、期望的最大厚度、在收发器中使用的频率间隔

按照下列方式计算用于一个频率列表F_i的谐波集合：最初找到用所有可能的频率的比率填充的n×n的矩阵，

$M_{\mathrm{ij}}^{\&prime;}=\frac{f_i}{f_j}$

通过按照如下方式连接kM′，k＝1，2，...k_max，用矩阵M′来构造较大的矩阵M，

$M=\left[\begin{array}{c}1\&CenterDot;M^{\&prime;}\\ .\\ .\\ .\\ k_{\max }\&CenterDot;M^{\&prime;}\end{array}\right]$

根据用户输入、允许的厚度最大值来计算整数k_max。

下一步是将M中的所有元素四舍五入到其最接近的整数，并比较整数值和M中的频率比之间的差。如果这个差小于用户指定的阈值，通常为0.1，则认为该元素是整数，并且找到了M中的所有非整数元素等于零的矩阵N。N中的行识别谐波集合：对于给定的元素N_ij，其值对应于频率列表中的频率f_j的谐波阶次。

输出：整数矩阵的集合{N₁，N₂，...，N_N}。

1022-7去掉N_n中的元素

输入：整数矩阵的集合{N₁，N₂，...，N_N}、期望的最大厚度、在收发器中使用的频率间隔

通过去掉包含高于最大阶次k_max的值的行，有效地简化了谐波阶次矩阵N_n。去掉所有完全相同的行，并且给出了高于用户输入的最大值的厚度的行被去掉。

输出：简化的整数矩阵的集合{N₁，N₂，...，N_N}

1022-8对N_i中的谐波的数量进行计数

输入：简化的整数矩阵的集合{N₁，N₂，...，N_N}

对于每个N_n，记录具有最大数量的唯一频率的谐波集。将数量存储在矢量Φ中。

输出：唯一集合的最大数量的矢量Φ。

1022-9找到最佳的频率子集

输入：唯一集合的最大数量的矢量Φ、每个频率集合中频率的数量、简化的整数矩阵的集合{N₁，N₂，...，N_N}

目标是找到原始频率列表中的最佳子集。每个子集与存储在Φ中的唯一谐波的数量相关联。此外，每个子集具有多个频率。

通过寻找Φ除以列表中的频率数的最高比值，忽略只有单个频率的微不足道的情况，找到最佳子集。在这个过程中我们已经完成频率的抑制，并获得了谐波集。

输出：频率的最佳子集的指数、谐波集合。

其它应用

到目前为止已将本发明的系统描述为管道扫描器，但是本发明的系统还可以作为空气中的手持装置来应用。为此，如果应用模式是现场检查(spot check)，则该装置可以包括单个换能器系统。为了扫描的目的，阵列可能是最合适的。应用领域可以为从内部对船体、或者从外部对陆上管道和存储罐进行现场检查/扫描。代替将本发明的系统应用于对管壁或者容器进行厚度扫描，如果已知这些壁的厚度和声速，则相同的系统可应用于表征管壁。该特性可以用于检测距离完美管壁的偏差。一个实例可以是立管(riser)的内部表征扫描。另一个应用可以是在生产过程中的测井/潜孔(down-hole)检测。壳体(casting)的厚度将被测量，以及表征壳体外部介质，例如，区分具体的气体或液体。

参考文献

国际公开号：WO 01/83211A1-用于均衡线性电声系统的传递函数的方法和装置(Method and apparatus for equalising transferfunctions of linear electro-acoustic systems).

Mahesh C.Bhardwaj：“非接触超声：非破坏性测试和评估的最新前沿(Non-contact ultrasound：The last frontier in non-destructivetesting and evaluation)”，在以下的万维网的网页上公开http://www.ultragroup.com/Company/Publications/PDF/esm1.pdf。

Claims (7)

1.一种电声设备，其适于在充满气体的空间中并且从待测量的对象的第一侧进行操作，用于对所述待测量的对象进行非接触超声厚度测量，或者对位于所述待测量的对象的第二侧上的介质进行非接触超声表征，所述设备包括：电声换能器装置；收发器装置，其与所述电声换能器装置相耦合，并且适于激励所述电声换能器装置以输出朝向所述待测量的对象的声信号，并接收来自所述待测量的对象的声响应信号；以及信号处理器，其适于处理所述响应信号，并且基于所述声响应信号来确定所述待测量的对象的厚度特性；

其特征在于：

所述电声换能器装置具有换能器至气体的声学界面，所述收发器适于操作所述电声换能器装置，从而将朝向所述待测量的对象的声宽带脉冲发射到所述电声换能器装置和所述待测量的对象之间的充满气体的间隙中，并且接收处于允许获得在预定信噪比级别之上的声谐振响应信号的级别的所述声响应信号中的所述声谐振响应信号，以及

所述信号处理器适于使用所获得的所述在预定信噪比级别之上的谐振响应信号的快速傅立叶变换FFT，来确定所述待测量的对象的厚度特性，或者表征位于所述待测量的对象的第二侧上的介质。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，与所述电声换能器装置耦合的所述收发器装置适于利用具有比在所述待测量的对象的飞行时间厚度测量时使用的频率至少低十倍程的频率范围内的声分量的声信号进行操作。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，其包括：换能器承载装置，适于将充满气体的间隙与面对所述充满气体的间隙的对象的表面保持预定距离。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述换能器承载装置适于沿着面对所述充满气体的间隙的对象的表面运送所述电声换能器。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，其适于基于所述待测量的对象的标称厚度、在所述充满气体的间隙中的气体的声学特性、以及所述宽带脉冲的频率中的至少一个，自动建立预定距离，从而优化所述非接触厚度测量的质量。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其适于基于所述待测量的对象的标称厚度、在所述充满气体的间隙中的气体的声学特性、以及所述宽带脉冲的频率中的至少一个，自动建立所述预定距离，从而优化所述非接触厚度测量的质量。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，其适于基于所述待测量的对象的标称厚度、在所述充满气体的间隙中的气体的声学特性、以及所述宽带脉冲的频率中的至少一个，自动建立所述预定距离，从而优化所述非接触厚度测量的质量。

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