CN104838229A - 超声波测量设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了使用超声波信号来确定对象厚度的方法和设备。该方法包括以下步骤：朝向对象传送超声波信号，将超声波信号的反射回波序列数字化，包括对回波序列进行内插，以及通过检测回波序列中的最大振幅峰值来处理回波序列，并且基于最大振幅峰值之间的持续时间确定对象厚度。

Description

超声波测量设备和方法

技术领域

本文公开的主题涉及超声波测量装置和方法。

背景技术

超声波检查装置能够用于检查对象，以便测量对象中的结构和表面的各种尺寸。这些超声波装置允许检查技术员在对象表面或表面附近操作超声波探头，以便执行例如对象厚度的测量。超声波检查装置和方法在一些行业中特别有用，例如航天、发电以及油气运输或精炼(例如，管道和焊接)，其中测试对象的检查必须在不将对象从周围结构移除的情况下发生，并且其中对象的内部结构不能通过目视检查来测量。当执行超声波测量时，超声波脉冲或信号从安装在超声波探头中的超声波换能器发射并且传入测试对象。随着超声波信号传入对象，当超声波信号与测试对象的外表面和内表面相互作用并且被反射回超声波探头时，出现称为回波或回波序列的各种超声波。反射回波中的大幅值回波通常由测试对象外表面和内表面反射的发射超声波信号引起。这些回波由探头中的超声波换能器检测并且由连接到超声波换能器的处理电子器件来分析。

探头中超声波换能器的振幅和点火序列(firing sequence)能够被可编程地控制。产生的超声波回波作为回波数据由处理电子器件记录，并且该超声波回波包括振幅和延迟时间。通过跟踪发射超声波信号和接收回波数据之间的时间差，即飞行时间(time-of-flight)，并且测量接收到的回波数据的振幅，能够确定测试对象的各种特性，例如深度、尺寸、方向和厚度。因此，该测量的精度取决于接收到的回波数据所达到的振幅和延迟的分辨率的精度。测试对象的表面和结构在返回的回波序列中表示为最大振幅峰值。因此，为了实现准确测量，必须精确确定回波序列中正或负的最大峰值的大小，以及与其关联的延迟时间。

在一种超声波测试装置中，最大振幅峰值由第一限定时间间隔，即门来检测，以用于评估接收到的超声波回波。对于每个门，峰值存储器检测和记录在时间间隔期间检测到的最大超声波回波。这些门具有固定的位置和宽度，它们根据期望检测的厚度范围和容许值来选择。因此，对于具有快速变化的厚度的要测量的测试对象，时间间隔内的最大阈值能够容易地超过，并且因而不能被精确地评估。通常，在超声波探头处接收到的回波序列在接收后被立即数字化并且存储为回波数据。然后根据存储的数字回波数据，确定回波序列的振幅和延迟时间。使用高频超声波信号可获得的精度受限于使用的模/数转换器(ADC)的性能，该性能很大程度上由其采样率、或采样频率，以及其位长来确定。采样频率与发射的超声波信号频率的比值越低，振幅和延迟确定的分辨率越差。高采样率的ADC和关联的更高速的存储器模块可能过于昂贵。如果使用商业上可获得的ADC和标准存储器模块，超声波回波序列的采样密度对于精确确定最大振幅峰值的大小及其关联的延迟时间是不够的。

上述的门控方法不足以用于测量非常小的壁厚，因为与发射的超声波脉冲的持续时间相比，接收到的超声波回波数据的飞行时间值是短的。并且，固定的门位置在这种容许范围内不能捕获接收到的超声波回波的飞行时间值的实际变化。如前面所提到的，快速变化的壁厚是超声波信号门控方法不足以用于精确跟踪的另一种情形。解决这些缺点的一种方法涉及将超声波回波接收电路分成多个重叠的ADC，以增加其动态范围并且克服预设门的需要，该需要限制了它们的整体范围。

上述的讨论仅仅提供用于一般的背景技术信息，并且不旨在用作帮助确定要求保护的主题的范围。

发明内容

公开了一种使用超声波信号来确定对象厚度的方法和设备。该方法包括以下步骤：朝向对象传送超声波信号，将超声波信号的反射回波序列数字化，包括对回波序列进行内插，以及通过检测回波序列中的最大振幅峰值来处理回波序列，并且基于最大振幅峰值之间的持续时间确定对象厚度。可以认识到实施公开的超声波测试装置的一些公开实施例的优点在于，提高了商业上可获得的超声波测试装置的精度。

在一个示例性实施例中，公开了一种确定对象厚度的方法。该方法包括朝向对象传送超声波信号，并且接收由对象的第一和第二表面反射的传送超声波信号的回波序列。将回波序列数字化，并且识别数字化回波序列中的至少一对最大振幅峰值。确定最大振幅峰值之间的持续时间，并且基于该持续时间计算对象的厚度。

在另一示例性实施例中，用于确定对象厚度的方法包括朝向对象传送超声波信号，并且接收由对象反射的超声波信号的回波序列。反射的超声波信号被数字化，并且检测其中的最大振幅峰值。确定最大振幅峰值之间的持续时间，并且基于持续时间计算对象的厚度。

在另一示例性实施例中，公开了一种用于测量对象的超声波设备。该设备包括用于传送超声波信号的超声波换能器，用于接收传送的超声波信号的反射回波序列的接收电路，用于将反射的回波序列数字化的模/数转换器，以及处理器，其被编程以执行用于检测数字化反射回波序列中的至少一对最大振幅峰值的振幅时间轨迹曲线算法，在数字化反射回波序列中内插所述至少一对最大振幅峰值，测量内插的至少一对最大振幅峰值之间的时间延迟，以及基于时间延迟确定对象的厚度。

发明的简要描述仅意在根据一个或多个说明性实施例提供本文公开主题的简要概述，并且不作为解释权利要求或者限定或限制仅由附加的权利要求限定的发明的范围的指导。以简化形式介绍概念的说明性选择来提供简要描述，所述概念在下面的详细说明中进一步描述。该简要描述并不意在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护主题的范围。要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任何缺点或所有缺点的实施方式。

附图说明

为了使得以本发明的特征能够被理解的方式，可以参照某些实施例来对本发明详细描述，其中一些实施例在附图中示出。然而要注意的是，附图仅示出本发明的某些实施例并且因此不认为是对其范围的限定，因为本发明的范围涵盖其他同等有效的实施例。附图不一定是按比例绘制，重点主要在于说明本发明某些实施例的特征。在附图中，遍及各个示图，相似的附图标号用于指示相似的部分。因此，为了进一步理解本发明，可以参照下面的详细描述，结合附图阅读，其中：

图1示出了示例性ALOK峰值检测算法；

图2是超声波测试装置的示意图；以及

图3是超声波测试装置实施的测量算法的流程图。

具体实施方式

图1是示例性的振幅时间轨迹曲线(ALOK)检测算法的示图。ALOK检测算法用于识别通过超声波测试装置测量的测试对象内的表面。该特定算法不需要使用门控时间间隔来处理回波序列以及检测其中的最大振幅峰值。示出的超声波回波序列100是正全波整流超声波回波序列100，其作为时间的函数绘出。当检测的超声波回波序列100各满足下面三个预先选择的、编程的准则时，分别以A¹ _M和A² _M标出的ALOK最大振幅峰值101，111各自在超声波测试装置中检测和记录：i)每个最大振幅峰值101，111之前，即时间在前的峰值的选定数量i已经发生；ii)每个最大振幅峰值101，111之后，即时间在后的峰值的选定数量k已经发生；以及iii)每个最大振幅峰值101，111的大小超出选择的阈值振幅104。在图1示出的示例性超声波回波序列100中，i已被预先选择为3，因而在前的非最大峰值102，112各自分别以A¹ _M□3，A² _M□3编号；k被预先选择为4，因而在后的非最大峰值103，113各自分别以A¹ _M+4，A² _M+4编号。示例性的最大振幅峰值111示出为具有小于最大振幅峰值101的大小，然而，根据该检测算法这并不是检测第二最大振幅峰值的必要条件。

由该算法检测的回波序列的两个最大振幅峰值101，111之间的时间差表示测试对象中的结构的厚度，例如，管道壁的厚度。这是因为管道壁的内表面和管道壁的外表面各自引起的最大振幅峰值反射回超声波测试装置。使用简单的速度×时间关系来借此计算测量的厚度，能够容易地确定测量的管道壁厚：

W＝c×(t_peak2□t_peak1)/p₂□p₁，   (1)

其中W＝厚度；c＝声速；t＝飞行时间，以及

(t_peak2□t_peak1)   (2)

是最大振幅峰值101，111之间的持续时间；并且p₂＝对应于t_peak2的峰值号；并且p₁＝对应于t_peak1的峰值号。通常，连续最大振幅峰值用于确定厚度，尽管这不是必须的。

根据一种内插算法可提高该检测算法的准确性。这样允许使用经济的标准超声波测试设备来精确测量具有快速且广泛变化的厚度的测试对象厚度。图2示出了超声波测试装置200的示意图，该超声波测试装置200采用ALOK算法和内插算法用于计算受到超声波检查的对象的高精度测量。超声波测试装置200提供有超声波探头201，该探头201具有多个安装在其内的超声波换能器，用于朝向测试对象发射超声波信号并且用于接收由测试对象反射的超声波回波。超声波探头201中的超声波换能器电连接到超声波传送器电路203，该电路203生成控制超声波信号从超声波探头201中的超声波换能器发射的电脉冲或脉冲组。超声波探头201中的超声波换能器还并联电连接到多个超声波接收器/放大器202，其又各自电连接到多个ADC204中的一个，所述ADC以重叠方式处理接收的超声波回波。

多个ADC全部连接到写/读RAM存储器205和处理器206。在一个实施例中，超声波测试装置包括两个或多个接收器/放大器202，其各自连接到相等数量的ADC 204中的一个。在另一实施例中，两个或多个接收器/放大器202各自被设置为不同的增益。处理器206执行代码以便处理接收的回波数据以实施本文描述的ALOK算法，并且进一步确定经由ALOK算法识别的任何最大振幅峰值101，111的时间延迟，以及计算最大振幅峰值对101，111之间的时间差，并且基于计算的时间差计算测试对象的厚度。此外，存储器205不需要限定为RAM，并且可包括任何类型的非易失存储器，例如闪存、便携式可移动存储器装置以及硬盘驱动器。超声波测试装置200还可连接到更高级的处理器系统207，诸如PC、工作站、膝上型计算机，或其他处理系统。

使用超声波测试装置200，超声波回波序列100在安装于超声波探头201中的超声波换能器处接收，并且在超声波接收电路202中放大。这些放大的超声波回波序列100根据ADC 204的采样率和位长进行采样，随后被数字化并且作为超声波回波数据存储在RAM 205中。使用上述ALOK算法根据存储的数字化超声波回波数据确定超声波回波序列100中的最大振幅峰值以及其相应的时间延迟。在一个实施例中，使用商业上可获得的组件，例如商业上可获得的模/数转换器204和商业上可获得的写/读RAM存储器205。在一个实施例中，ADC 204各自具有大约8位到大约32位的分辨率，并且ADC 204的采样率(采样频率)各自在从大约40MHz到大约200MHz的范围内。

如前所述，ALOK峰值检测算法的准确性可通过记录的峰值数据的内插，尤其是检测的最大振幅峰值101，111的内插来提高。使用存储在存储器205中并且由处理器206执行的内插程序，对超声波测试装置200中的每个最大振幅峰值101，111执行下面的内插算法。选择一个N阶多项式作为内插函数。也可能是其他函数方法，但是这通常导致非线性系统的方程式，其仅能迭代地求解，并且因此采用计算密集形式。以时间等距采样率从接收的回波序列100中获取离散的测量数据点，随后接收的回波序列100被数字化并且存储在存储器205中。存储在存储器205中的离散数据点各自通过根据下面方程的N阶多项式表示：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_i^n,t_i=\mathrm{i\Δt},---\left(3\right)$

其中，t_i为采样时间，i＝0，1...N，并且a_n为多项式系数。

使用多项式确定接收的超声波回波序列100的最大振幅峰值101，111和/或具有最大振幅峰值101，111的超声波回波序列100的延迟。通过对多项式的内插，可以通过相对少的计算工作获得测量结果。在该内插方法的帮助下，于是可能在确定最大振幅峰值101，111的大小及其对应的延迟时间时，使用经济的超声波测试装置实现高分辨率。因此，如本文所述的振幅和延迟测量将改进超声波测试装置的性能，而不需要更换硬件。

平均误差的平方和通过下式获得：

根据散度平方和为最小的需求，可得到如下：

$\frac{{\∂F}_Q}{{\∂a}_n}=\underset{i=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\{-2t_i^{n}f\left(t_i\right)+2\underset{k=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_k{t}_i^{k+n}\}=0;---\left(5\right)$

其中n＝0，1，2...N。

使用缩略式

$b_{\mathrm{kn}}=\underset{i=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i^{k+n}$ 以及 $c_n=\underset{i=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}f\left(t_i\right)t_i^n,---\left(6\right)$ 能够提供方程(5)的解：

a_k＝b_kn ^-1cn；n＝0，1，2，...N。   (7)

b_kn ^-1理解为与矩阵元素b_kn关联的逆矩阵的元素。

如果选择N＝M，产生严格的内插，即F_Q＝0。从M＞N，获得补偿曲线，并且M＜N时内插是多余的。如果使用下面的方程，从基于时间延迟的N阶多项式的一阶导数关于振幅极值来确定超声波回波序列100的延迟时间，则是有利的：

$\frac{{\∂P}_N}{\∂t}=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{na}}_n{t}^{(n-1)}=0.---\left(8\right)$

并且振幅极值通过将延迟值t＝t₀并入到N阶多项式方程来确定

$P_N\left(t_0\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_0^n.---\left(9\right)$

振幅最大值确定如下。首先，根据以下方程计算振幅极值的时间：

$\frac{{\∂P}_N}{\∂t}=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{na}}_n{t}^{(n-1)}=0.---\left(10\right)$

对于N＝2，关于系数a₁和a₂得到以下结果：

$t_0=\frac{{-a}_1}{2a_2}.---\left(11\right)$

对于N＝3，关于系数a₁、a₂和a₃其遵循：

$t_{\mathrm{1,2}}=\frac{{-a}_2\±\sqrt{{4a}_2^2-3_{a_1{a}_3}}}{{3a}_3}.---\left(12\right)$

对于N＝4，采用Cardan求解公式获得三个解。如果选择N>4，该解可通常仅迭代地确定。振幅最大值通过将适当的时间值并入到上面给出的方程式(3)中的多项式公式而确定。

参照附图3，示出了用于使用超声波测试装置200确定对象厚度的方法的步骤。在步骤301，超声波信号朝向测试对象(例如管道)发射，该测试对象受到超声波测试装置200的检查。在步骤302，发射的超声波信号的回波序列从测试对象反射。回波序列由超声波测试装置200检测，并且在步骤303，被多个接收器/放大器202放大，并且被多个重叠ADC 204数字化，以及存储在存储器205中。在步骤304，使用ALOK算法识别接收的数字化回波序列中的至少一对最大振幅峰值。在步骤305，对识别的数字化回波序列中的每个最大振幅峰值执行内插算法，这提高了最大振幅峰值位置的精度，由此能够提高延迟时间的精度。在步骤306，确定至少一对最大振幅峰值之间的精确持续时间，以及在步骤307，基于持续时间确定对象的厚度。

鉴于以上，本发明的实施例通过内插超声波回波序列100的数字表示来确定最大振幅峰值的精确时间延迟而提高超声波测量准确性。技术效果为普通的超声波测量装置将能够提供增加的测量准确性。

如本领域技术人员将理解的，本发明的方面可以实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可以采用完全硬件的实施例、完全软件的实施例(包括固件、固有软件、微代码等)，或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，它们都通常在本文中可被称为“服务器”、“电路”、“电路系统”、“电子设备”、“模块”和/或“系统”。而且，本发明的方面可采用计算机程序产品的形式，该计算机程序产品包含在一个或多个计算机可读介质中，在其上包含有计算机可读程序代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是但不限于，例如电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备、或装置，或前述的任意适当组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置，或上述的任何适当组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其能够包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或结合它们使用的程序。

包含在计算机可读介质中的程序代码和/或可执行指令可以使用任何适当介质传送，适当的介质包括但不限于无线、电线、光纤电缆、RF等，或上述的任何适当组合。

用于实施本发明的方面的操作的计算机程序代码可以用一个或多个编程语言的任何组合来编写，包括面向对象编程语言，例如Java、Smalltalk、C++等，以及传统的过程编码语言，例如“C”编程语言或类似编程语言。程序代码可整体在用户计算机(装置)执行，作为独立软件包部分地在用户计算机上执行，部分地在用户计算机上并且部分地在远程计算机上，或者整体在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型网络连接到用户计算机上，或者可连接到外部计算机(例如通过使用因特网服务提供商的因特网)。

这些计算机程序指令还可存储在计算机可读介质中，其能够指导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定的方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包含实施流程图和/或方框图的框或多个框中规定的功能/动作的指令的制品。

计算机程序指令还可下载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使得在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行的一系列操作步骤产生计算机实施进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图和/或方框图的框或多个框中规定的功能/动作的进程。

本书面描述使用包括最佳方式的示例来公开本发明，并且还使得任何本领域技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括能够被本领域技术人员想到的其他示例。如果其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元素，则这样的其他示例意在包含在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于确定对象的厚度的方法，包括：

朝向所述对象发射超声波信号；

接收由所述对象的第一和第二表面反射的所述超声波信号的回波序列；

数字化和存储所述超声波信号的所述接收的回波序列；

检测所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值；

将信号识别算法应用到所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的所述至少一对最大振幅峰值；

在所述数字化的接收的回波序列中内插所述最大振幅峰值中的至少一个；

测量至少一对最大振幅峰值之间的持续时间；以及

基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度的步骤包括计算所述对象的所述第一和第二表面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测的步骤包括确定所述至少一对最大振幅峰值中的每个超过预定的阈值振幅。

4.根据权利要求1所述的方法，其中应用信号识别算法的步骤包括将时间振幅时间轨迹曲线算法应用到所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，应用振幅时间轨迹曲线算法的步骤包括以下步骤：选择在最大振幅峰值之前检测的峰值的预定数量，选择在所述最大振幅峰值之后检测的峰值的预定数量，以及选择所述最大振幅峰值的预定振幅阈值。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，内插所述最大振幅峰值中的至少一个的步骤包括通过根据以下的N阶多项式表示所述最大振幅峰值中的所述至少一个：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_1^n,t_i=\mathrm{i\Δt}$

其中，t_i为采样时间，i＝0，1...N，并且a_n为所述多项式的系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中使用下面的方程，从基于时间的所述N阶多项式的一阶导数关于所述最大振幅来确定所述最大振幅峰值中的所述至少一个的时间延迟：

$\frac{\∂P_N}{\∂t}=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{na}}_n{t}^{(n-1)}=0.$

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将延迟值t＝t₀并入到所述N阶多项式的以下方程来确定所述最大振幅：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_1^n.$

9.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将所述确定的延迟时间并入到所述N阶多项式的以下方程来确定所述最大振幅：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_1^n.$

10.一种用于确定对象的厚度的方法，包括：

朝向所述对象发射超声波信号；

接收由所述对象反射的所述超声波信号的回波序列；

数字化和存储所述超声波信号的所述接收的回波序列；

检测所述超声波信号的所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值；

测量所述至少一对最大振幅峰值之间的持续时间；以及

基于所述持续时间确定所述对象的所述厚度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中数字化的步骤包括以大约40MHz到大约200MHz的采样率对所述接收的回波序列进行采样。

12.根据权利要求11所述的方法，其中数字化的步骤进一步包括以大约8位到大约32位的分辨率将所述接收的回波序列数字化。

13.根据权利要求11所述的方法，其中数字化的步骤进一步包括使用多个并联连接的放大器来放大所述接收的回波序列，每个放大器连接到多个重叠模数转换器中的一个，并且每个放大器设置为不同放大级。

14.根据权利要求10所述的方法，其中检测的步骤包括确定所述至少一对最大振幅回波中的每一个超过预定的阈值振幅。

15.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述数字化的接收的回波序列中的至少一对最大振幅峰值的步骤包括将振幅时间轨迹曲线算法应用到所述超声波信号的所述接收的数字化的回波序列。

16.根据权利要求15所述的方法，其中测量所述至少一对最大振幅峰值之间的持续时间的步骤包括，在所述数字化的接收的回波序列中内插所述最大振幅峰值中的至少一个。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，内插所述最大振幅峰值中的至少一个的步骤包括，用根据如下的N阶多项式替换由所述最大振幅峰值中的所述至少一个表示的函数：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_i^n,t_i=\mathrm{i\Δt},$

其中，t_i是采样时间，i＝0，1...N，并且a_n为所述多项式的系数。

18.根据权利要求17所述的方法，其中使用下面的方程，从基于时间的所述N阶多项式的一阶导数关于所述最大振幅来确定所述最大振幅峰值中的所述至少一个的时间延迟：

$\frac{\∂P_N}{\∂t}=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{na}}_n{t}^{(n-1)}=0,$

并且通过将延迟值t＝t₀并入到所述N阶多项式的如下方程来确定所述最大振幅：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_i^n.$

19.根据权利要求17所述的方法，其中使用下面的方程，从基于时间的所述N阶多项式的一阶导数关于所述最大振幅来确定所述最大振幅峰值中的所述至少一个的时间延迟：

$\frac{\∂P_N}{\∂t}=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{na}}_n{t}^{(n-1)}=0,$

并且通过将所述确定的延迟时间并入到所述N阶多项式的如下方程来确定所述最大振幅：

$P_N\left(t_i\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\·t_i^n.$

20.一种设备，包括：

用于发射超声波信号的超声波换能器；

包括并联连接的多个放大器的接收电路，用于接收所述发射的超声波信号的反射回波序列；

多个重叠的模/数转换器，各连接到所述放大器之一用于将所述反射回波序列数字化；以及

处理器，被编程以执于振幅时间轨迹曲线算法用于检测所述数字化的反射回波序列中的至少一对最大振幅峰值，在所述数字化的反射回波序列中内插所述至少一对最大振幅峰值，测量所述内插的至少一对最大振幅峰值之间的时间延迟，以及基于所述时间延迟确定对象的厚度。