CN112433217B - 基于超声波的物体测厚方法、装置、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于超声波的物体测厚方法、装置、系统、设备及介质，其包括获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，所述目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度。本发明能够消除涂层影响，准确测量物体厚度，真正做到无损检测。
Description
技术领域
本发明涉及超声波测厚技术领域，尤其是涉及一种基于超声波的物体测厚方法、装置、系统、设备及介质。
背景技术
目前，在电力工业领域，常用超声波测厚仪检测物体的厚度，比如用于检测锅炉、锅筒以及管道等物件的厚度，也用于校核工件结构尺寸等，超声波测厚仪通过测量超声波从被发射到被接收的间隔时间，即可将其间隔时间换算成所测材料的厚度。
上述超声波测量方法可以满足大部分测厚需求，但还存在另一种使用场景：有相当一部分的被测物体上有覆盖物，比如喷有油漆的不锈钢板，当油漆厚度达到一定的程度，如大于200um时，这时因为超声波在不锈钢与油漆中的传播速度不同，而使测试结果偏差较大，并且这种偏差超出了可接受的范围。
现有的技术中，为了准确测试有覆盖物的物件厚度时，不得不将覆盖物去掉，打磨平整后才能测量出物件真实厚度，本发明人认为现有的技术存在一些缺陷：采用打磨等机械方式对被测物造成程度不一的损害，并且打磨也得非常小心，否则测试值会比实际值小很多，因此无法做到无损测试。
发明内容
为克服现有技术的不足，本申请现提出一种基于超声波的物体测厚方法、装置、系统、设备及介质，能够消除涂层影响，准确测量物体厚度，真正做到无损检测。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于超声波的物体测厚方法，所述方法包括：
获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，所述目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；
根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度。
通过采用上述技术方案，无论目标被测物是否存在覆盖物，均可通过获取超声波在目标被测物中传播的二次回波和一次回波之间的时间差，即可获取超声波在目标被测材料中的传播时间，对于存在覆盖物的目标被测物，通过两次回波的时间差可以巧妙地避免掉覆盖物引起的影响，对于无覆盖物的目标被测物，两次回波的时间差即为正常超声波在目标被测材料中的传播时间；然后根据超声波在目标被测材料中的传播时间和传播速度，即可获取目标被测材料的厚度，从而准确测量材料厚度，真正做到无损检测，避免了对目标待测物的损害。
可选的，所述获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间的步骤，包括：
将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波，实时将后续相邻周期波与所述标准波进行比较，判断是否出现满足相似条件的相邻周期波；
若出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的所述相邻周期波作为二次回波的标识波；
根据所述标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间。
通过采用上述技术方案，由于二次回波与一次回波之间存在叠加或间断的情况，导致无法准确地确定二次回波的到达时刻，通过将超声波一次回波后的后续相邻周期波和标准波进行比较，实时检测是否出现与标准波相似的标识波，从而有助于捕捉到二次回波，根据所述标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间，有助于准确确定目标被测材料的厚度。
可选的，所述实时将后续相邻周期波与所述标准波进行比较，判断是否出现满足相似条件的相邻周期波的步骤，包括：
实时将后续所述相邻周期波的周期和所述标准波的周期进行比较以获取周期比较结果，所述周期比较结果包括周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围；
当所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，则判定出现满足相似条件的相邻周期波。
通过采用上述技术方案，超声波一次回波后，将后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较，则可以通过周期误差来判断相邻周期波是否满足相似条件，从而有助于准确捕捉二次回波的出现。
可选的，实时将后续所述相邻周期波的周期和所述标准波的周期进行比较以获取周期比较结果的步骤，包括：
以波谷位置或以波峰位置为记录周期，实时将后续所述相邻周期波中前一周期波的周期与所述第一周期波的周期进行比较，获取第一比较结果；并将所述相邻周期波中后一周期波的周期与所述第二周期波的周期进行比较，获取第二比较结果；
根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果。
通过采用上述技术方案，通过将相邻周期波的两个波分别与标准波对应的两个波进行周期比较，能够准确地确定相邻周期波是否与标准波相似，有助于确定二次回波的出现时间。其中以波谷位置或以波峰位置为记录周期，方便确定标准波的两个波的周期开始时间和结束时间，也方便确定相邻周期波的两个波的周期开始时间和结束时间。
可选的，所述根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果的步骤，包括：
当所述第一比较结果和第二比较结果满足预设的误差比较模型时，则确定所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，所述误差比较模型为：
其中Ti-T1为第一比较结果；Ti+1-T2为第二比较结果；Ti为所述相邻周期波中的前一周期波的周期；T1为所述标准波的第一周期波的周期；Ti+1为所述相邻周期波中的后一周期波的周期；T2为所述标准波的第二周期波的周期；e为预设误差值；若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值e∈[3,5]；若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值e∈[5,7]。
通过采用上述技术方案，当相邻周期波中的两个波与标准波的两个波的比较结果均在预设的误差范围内时，就可以确定相邻周期波与标准波相似；此外，由于存在二次回波和一次回波的叠加或间断情况，根据后续周期波和第一周期波的周期的大小，确定预设误差值的范围，从而针对波的不同连续情况，设定不同的误差标准，更有利于准确捕捉二次回波。
可选的，所述根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度，涉及计算模型如下：
其中H为目标被测物的厚度；v为超声波在目标被测物中的传播速度；t1为超声波的一次回波时间；t2为超声波的二次回波时间；ts为所述标准波的第一个波谷或波峰的出现时间；tp为所述标识波第一个波谷或波峰的出现时间。
通过采用上述技术方案，由于二次回波与一次回波存在叠加或剪断的情况，二次回波的出现时间难以确定，通过计算标识波和标准波的时间差，即可得到二次回波与一次回波的时间差，从而确定超声波在目标被测材料的传播时间，并计算得到目标被测材料的厚度，能够避免覆盖物的影响，达到真正无损检测物体厚度的效果。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于超声波的物体测厚装置，所述装置包括：
回波时间获取模块，用于获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，所述目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；厚度计算模块，用于根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度。
通过采用上述技术方案，无论目标被测物是否存在覆盖物，均可通过回波时间获取模块获取对应的一次回波时间和二次回波时间，进而获取超声波在目标被测物中传播的二次回波和一次回波之间的时间差，即可获取超声波在目标被测材料中的传播时间，对于存在覆盖物的目标被测物，通过两次回波的时间差可以巧妙地避免掉覆盖物引起的影响，对于无覆盖物的目标被测物，两次回波的时间差即为正常超声波在目标被测材料中的传播时间；然后厚度计算模块根据超声波在目标被测材料中的传播时间和传播速度，即可获取目标被测材料的厚度，从而准确测量材料厚度，真正做到无损检测，避免了对目标待测物的损害。
本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时可以实现上述一种基于超声波的物体测厚方法。
本发明的上述发明目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时可以实现上述一种基于超声波的物体测厚方法。
一种基于超声波的物体测厚系统，所述系统包括计算机设备，所述系统还包括依次电连接的超声波探头、信号放大单元、比较单元以及计时单元，所述超声波探头、比较单元和计时单元分别与所述计算机设备电连接；
所述超声波探头向目标被测物发射超声波时，所述计时单元开始计时，所述超声波探头接收超声波回波信号，超声波回波信号经信号放大单元放大后发送至比较单元，所述比较单元对回波信号进行比较后经所述计算机设备输出返回波形，并通过计时单元记录回波信号时间并发送给计算机设备，以使计算机设备根据回波时间差计算出目标被测材料的厚度。
通过采用上述技术方案，根据超声波探头获取回波信号，并经过信号放大单元和比较单元后输出数字信号至计算机设备，计算机设备根据数字信号输出波形，并根据计时单元记录回波信号时间，确定二次回波和一次回波的时间差，根据该时间差准确确定目被测材料的厚度，从而真正做到无损检测，避免了对目标待测物的损害。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1、本申请的物体测厚方法对于有覆盖物的被测物，省去了去除覆盖物的繁琐过程，也避免了对被测物的外观伤害，真正实现了无损检测的效果。
2、本申请通过检测一次回波后续周期波中出现与标准波相似的标识波，从而准确确定二次回波的出现时刻。
3、本申请根据标准波的出现时间和标识波的出现时间的时间差，可以确定一次回波和二次回波的时间差，从而可以准确测量被测材料的厚度。
附图说明
图1是现有超声波测厚仪的测厚原理示意图；
图2是现有超声波测厚仪的测厚超声波传播示意图；
图3是本申请实施例的基于超声波的物体测厚方法的实现流程图；
图4是本申请实施例的基于超声波的物体测厚原理；
图5是本申请实施例的基于超声波的物体测厚方法步骤S10的实现流程图；
图6是本申请实施例的基于超声波的物体测厚方法步骤S11的实现流程图；
图7是本申请实施例的基于超声波的物体测厚方法步骤S111的实现流程图；
图8是本申请实施例的一次回波和二次回波为连续型波的波形图；
图9是本申请实施例的一次回波和二次回波的非连续型波的波形图；
图10是本申请实施例的一次回波和二次回波为连续型波形时的传播时间示意图；
图11是本申请实施例的一次回波和二次回波为非连续型波形时的传播时间示意图；
图12是本申请实施例的基于超声波的物体测厚系统的硬件测试原理图；
图13是本申请实施例的基于超声波的物体测厚装置的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
目前市面上超声波测厚仪的测厚原理，大部分都是记超声波从被发射到被接收的时间，然后根据厚度计算公式：H为被测材料的厚度；v为超声波在被测材料中的传播速度；t为超声波在被测材料中的传播时间。
如图1和图2，根据目前使用的测试方法，检测第一次返回波形的时刻，记录测量时间，然后根据厚度计算公式计算出被测物的厚度，这种方法能够测量对无覆盖物的被测物，但这种方法的缺点是不能有效去掉覆盖物的影响，当覆盖物厚度不能忽略时，材料厚度测量结果也偏大。
在本实施例中，如图3所示，本申请公开了一种基于超声波的物体测厚方法，包括：S10：获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物。
在本实施例中，目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物，超声波在目标被测物中传播后产生回波；一次回波时间是超声波在目标被测物中传播后的第一次回波达到超声波探头的时间；二次回波时间是指超声波在目标被测物中传播后的第二次回波达到超声波探头的时间。对于有覆盖物的目标被测物，由于覆盖物的存在，超声波在目标被测材料中传播会发生反射，反射后再在目标被测材料中传播一次后才返回到超声波探头上。
具体地，超声波探头向目标被测物发射超声波后，通过超声波探头感应超声波一次回波和二次回波，以获取超声波的一次回波时间和二次回波时间。
S20：根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度。
在本实施例中，根据目标被测材料不同，超声波的传播速度不同，传播速度为预设值；当目标被测物存在覆盖物时，无论超声波的覆盖物有多厚度，目标被测材料的测量厚度只与超声波在目标被测材料中的传播时间有关，根据一次回波时间和二次回波时间的时间差确定超声波在目标被测材料中的传播时间，然后根据传播时间和传播速度，确定目标被测材料的厚度。
如图4所示，利用本实施例方法对覆有覆盖物的被测物进行超声波测试，超声波发射后，一共检测了两次。第一次检测第一次返回超声波的到达时间，第一次返回波到达后，记录第一个波谷出现时间为t1，继续检测判断是否出现二次回波，如果出现符合条件的二次回波，记录符合条件后第一个波谷的出现时间为t2，有如下计算公式：
t1＝tAF+tFD+tDB
t2＝tAF+tFD+tDB+tGE+tEC
tDB＝tEC
由于tDB＝tEC，故两次返回波形的时间差表示为：t2-t1＝tDG+tGE，由此可知，t2-t1只与tDG和tGE有关，也就是超声波在目标被测材料中的传播时间有关，与在覆盖物中的传播时间tEC、tDB无关，无论覆盖物厚度是多少，都是最后相减为0，因而通过本实施的方法能够相减很巧妙的去掉了覆盖物涂层的影响。本实施例中，关于二次回波时间的确定做如下进一步详细说明。
如图5所示，步骤S10中，即获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间的步骤，包括：
S11：将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波，实时将后续相邻周期波与标准波进行比较，判断是否出现满足相似条件的相邻周期波。
在本实施例中，第一周期波是指超声波一次回波后紧接出现的第一个完整周期波；第二周期波是指超声波一次回波后紧接出现的第二个完整周期波；标准波是指用于判断二次回波出现的参考波；相邻周期波是指超声波一次回波后在标准波后陆续出现两个相邻的完整周期波；
具体地，将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波；
进一步地，将标准波后陆续出现两个相邻的完整周期波与标准波进行相似比较，判断是否出现与标准波相似的相邻周期波。
S12：若出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的相邻周期波作为二次回波的标识波。
在本实施例中，标识波是二次回波出现的信号波。
具体地，若检测到出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的相邻周期波作为二次回波的标识波，说明检测到二次回波。
S13：根据标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间。
具体地，由于标准波是一次回波最先出现的两个周期波，标识波是二次回波最先出现的两个周期波，因此可以根据标准波和标识波的出现时间，间接确定超声波的一次回波时间和二次回波时间，从而有助于准确确定一次回波与二次回波的时间差。
如图6所示，步骤S11中，即判断是否出现满足相似条件的相邻周期波的步骤，包括：
S111：实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果，周期比较结果包括周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围。
在本实施例中，周期比较结果是指根据周期，比较一次回波后续相邻周期波和标准波的周期误差的结果。
具体地，将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行大小比较，获得周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围两种结果。
S112：当周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，则判定出现满足相似条件的相邻周期波。
具体地，经过一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行大小比较，当出现周期比较结果为周期误差在预设误差范围内时，则判定出现满足相似条件的相邻周期波，进而确定二次回波出现。
如图7所示，步骤S111中，即实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果的步骤，包括：
S1111：以波谷位置或以波峰位置为记录周期，将后续相邻周期波中前一周期波的周期与第一周期波的周期进行比较，以获取第一比较结果；并将相邻周期波中后一周期波的周期与第二周期波的周期进行比较，以获取第二比较结果。
在本实施例中，第一比较结果为相邻周期波中前一周期波的周期与第一周期波的周期的比较结果；第二比较结果为相邻周期为相邻周期波中后一周期波的周期与第二周期波的周期的比较结果。
具体地，从一次回波后的第一个波谷位置作为第一周期波的周期开始时间，经过一个周期到到达第二个波谷位置，第二个波谷位置作为第二周期波的周期开始时间，经过一个周期后到到达第三个波谷位置；或者从一次回波后的第一个波峰位置作为第一周期波的周期开始时间，经过一个周期到到达第二个波峰位置，第二个波峰位置作为第二周期波的周期开始时间，经过一个周期后到到达第三个波峰位置；在本实施例中，第一周期波的周期与第二周期波的周期不同。
进一步地，将后续相邻周期波中前一周期波的周期与第一周期波的周期进行大小比较，从而获取第一比较结果，并将相邻周期波中后一周期波的周期与第二周期波的周期进行比较，从而获取第二比较结果。
S1112：根据第一比较结果和第二比较结果，确定周期比较结果。
具体地，根据第一比较结果和第二比较结果，确定周期比较结果，说明标准波的周期比较结果与第一比较结果、第二比较结果同时相关。
在本实施例中，步骤S1112中，即根据第一比较结果和第二比较结果，确定周期比较结果的步骤，包括：
当第一比较结果和第二比较结果满足预设的误差比较模型时，则确定周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，其中误差比较模型为：
其中Ti-T1为第一比较结果；Ti+1-T2为第二比较结果；Ti为所述相邻周期波中的前一周期波的周期；T1为所述标准波的第一周期波的周期；Ti+1为所述相邻周期波中的后一周期波的周期；T2为所述标准波的第二周期波的周期；e为预设误差值；若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值e∈[3,5]；若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值e∈[5,7]。
在本实施例中，预设误差值是指用于判断相邻周期波与标准波相似的误差参考值，其单位是计时器的分辨率，即其中f为高精度计时器的频率。
具体地，根据第一比较结果和第二比较结果同时满足预设误差范围时，标准波的周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，若出现第一比较结果或第二比较结果存在不满足预设误差范围时，则就不能判定当前比较的相邻周期波与标准波相似。
进一步地，若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值e∈[3,5]。当目标被测物的厚度较薄时，发射超声波后，产生一次回波，并还在持续的过程中，二次返回波也达到了超声波探头，此时二次回波的开始部分与一次回波的结束部分产生叠加，在波形叠加的地方，二次回波的开始部分与一次回波的开始部分会有明显区别，如图8所示。
若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值e∈[5,7]。当目标被测物为比较厚的材料时，发射超声波后，超声波返回时需要相对较长时间，当一次回波已经结束时，二次回波还没有到达，中间会有一段不连续部分，如图9所示。
在本实施例中，步骤S20中，即根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度，涉及计算模型如下：
其中H为目标被测物的厚度；v为超声波在目标被测物中的传播速度；t1为超声波的一次回波时间；t2为超声波的二次回波时间；ts为所述标准波的第一个波谷或波峰的出现时间；tp为所述标识波第一个波谷或波峰的出现时间。
在本实施例中，tp与ts属于相同类别位置的出现时间。
具体地，根据标识波的第一个波谷位置出现时间和标准波的第一个波谷位置出现时间的时间差，可以作为一次回波和二次回波的时间差，如图10和图11所示。或者根据标识波的第一个波峰位置出现时间和标准波的第一个波峰位置出现时间的时间差，可以作为一次回波和二次回波的时间差，
进一步地，根据公式变换计算确定目标被测材料的厚度。
表1为非连续型二次回波测试数据
由上表1可知，采用本实施例的测厚方法，有覆盖物的被测物和没有覆盖物的被测物物，其两次回波时间差基本一致，从而使得材料测量厚度只与超声波在测量材料里的传播时间相关，从而消除覆盖物存在的影响，准确地测量材料的厚度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本实施例二，如图12所示，提供一种基于超声波的物体测厚系统，该系统包括一计算机设备，还包括依次电连接的超声波探头、信号放大单元、比较单元以及计时单元，超声波探头、比较单元和计时单元分别与计算机设备电连接；超声波探头包括发射部分和接收部分。
超声波探头向目标被测物发射超声波时，计时单元开始计时，超声波探头接收超声波回波信号，超声波回波信号经信号放大单元放大后发送至比较单元，比较单元对回波信号进行比较后经计算机设备输出返回波形，并通过计时单元记录回波信号时间并发送给计算机设备，以使计算机设备根据回波时间差计算出目标被测材料的厚度。
在本实施例中，计算机设备为MCU微处理芯片，信号放大单元采用运算放大器，比较单元采用比较器，计时单元采用高精度计时器。本实施例的物体测厚系统还包括与微处理芯片连接的LCD屏和按键。在本实施例中，计时器精度越高，判断标识波就越精准，从而计算出的目标被测材料的厚度也越稳定。
实施例三：
在一实施例中，提供一种基于超声波的物体测厚装置，该基于超声波的物体测厚装置与上述实施例中基于超声波的物体测厚方法一一对应。如图13所示，该基于超声波的物体测厚装置包括回波时间获取模块10、厚度计算模块20。各功能模块详细说明如下：
回波时间获取模块10，用于获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；
厚度计算模块20，用于根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度。
可选的，回波时间获取模块10包括：
相似判断子模块，用于将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波，实时将后续相邻周期波与标准波进行比较，判断是否出现满足相似条件的相邻周期波；
标识波子模块，用于若出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的相邻周期波作为二次回波的标识波；
回波时间子模块，用于根据标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间。
可选的，相似判断子模块包括：
周期比较单元，用于实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果，周期比较结果包括周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围；相似确定单元，用于当周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，则判定出现满足相似条件的相邻周期波。
周期比较单元包括：
周期比较子单元，用于以波谷位置或以波峰位置为记录周期，将后续相邻周期波中前一周期波的周期与第一周期波的周期进行比较，以获取第一比较结果；并将相邻周期波中后一周期波的周期与第二周期波的周期进行比较，以获取第二比较结果；
比较结果确定子单元，用于根据第一比较结果和第二比较结果，确定周期比较结果。
可选的，比较结果确定子单元包括：
模型比较部分，用于当第一比较结果和第二比较结果满足预设的误差比较模型时，则确定周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，误差比较模型为：
其中Ti-T1为第一比较结果；Ti+1-T2为第二比较结果；Ti为所述相邻周期波中的前一周期波的周期；T1为所述标准波的第一周期波的周期；Ti+1为所述相邻周期波中的后一周期波的周期；T2为所述标准波的第二周期波的周期；e为预设误差值；若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值e∈[3,5]；若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值e∈[5,7]。
可选的，厚度计算模块包括：
厚度计算单元，用于根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度，涉及计算模型如下：
其中H为目标被测物的厚度；v为超声波在目标被测物中的传播速度；t1为超声波的一次回波时间；t2为超声波的二次回波时间；ts为所述标准波的第一个波谷或波峰的出现时间；tp为所述标识波第一个波谷或波峰的出现时间。
关于基于超声波的物体测厚装置的具体限定可以参见上文中对于基于超声波的物体测厚方法的限定，在此不再赘述。上述基于超声波的物体测厚装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
实施例四：
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备即本实施例的基于超声波的物体测厚系统中的计算机设备，该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于超声波的物体测厚方法，具体实现步骤以下：
S10：获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物。
S20：根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度。
实施例五：
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S10：获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物。
S20：根据一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定目标被测材料的厚度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于超声波的物体测厚方法，其特征在于，所述方法包括：
获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，所述目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；
将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波，实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果，其中，所述实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果的步骤包括以波谷位置或以波峰位置为记录周期，将后续所述相邻周期波中前一周期波的周期与所述第一周期波的周期进行比较，以获取第一比较结果；并将所述相邻周期波中后一周期波的周期与所述第二周期波的周期进行比较，以获取第二比较结果；
根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果，所述周期比较结果包括周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围；
其中，所述根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果的步骤包括当所述第一比较结果和第二比较结果满足预设的误差比较模型时，则确定所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，所述误差比较模型为：
，其中，/>为第一比较结果；/>为第二比较结果；/>为所述相邻周期波中的前一周期波的周期；/>为所述标准波的第一周期波的周期；/>为所述相邻周期波中的后一周期波的周期；/>为所述标准波的第二周期波的周期；e为预设误差值；若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值/>[3,5]；若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值/>[5,7]；
当所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，则判定出现满足相似条件的相邻周期波；
若出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的所述相邻周期波作为二次回波的标识波；
根据所述标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间；
根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度。
2.根据权利要求1所述的基于超声波的物体测厚方法，其特征在于，所述根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度，涉及计算模型如下：
，其中H为目标被测物的厚度；v为超声波在目标被测物中的传播速度；/>为超声波的一次回波时间；/>为超声波的二次回波时间；/>为所述标准波的第一个波谷或波峰的出现时间；/>为所述标识波第一个波谷或波峰的出现时间。
3.一种基于超声波的物体测厚装置，其特征在于，所述装置包括：
回波时间获取模块，用于获取超声波在目标被测物中传播后的一次回波时间和二次回波时间，所述目标被测物为目标被测材料覆有覆盖物的被测物或目标被测材料未覆有覆盖物的被测物；
将超声波一次回波后依次出现的第一周期波和第二周期波作为标准波，实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果，其中，所述实时将一次回波后续相邻周期波的周期和标准波的周期进行比较以获取周期比较结果的步骤包括以波谷位置或以波峰位置为记录周期，将后续所述相邻周期波中前一周期波的周期与所述第一周期波的周期进行比较，以获取第一比较结果；并将所述相邻周期波中后一周期波的周期与所述第二周期波的周期进行比较，以获取第二比较结果；
根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果，所述周期比较结果包括周期误差在预设误差范围内和周期误差超出预设误差范围；
其中，所述根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述周期比较结果的步骤包括当所述第一比较结果和第二比较结果满足预设的误差比较模型时，则确定所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，所述误差比较模型为：
，其中，/>为第一比较结果；/>为第二比较结果；/>为所述相邻周期波中的前一周期波的周期；/>为所述标准波的第一周期波的周期；/>为所述相邻周期波中的后一周期波的周期；/>为所述标准波的第二周期波的周期；e为预设误差值；若一次回波的后续周期波存在叠加，则预设误差值/>[3,5]；若一次回波的后续周期波存在间断，则预设误差值/>[5,7]；
当所述周期比较结果为周期误差在预设误差范围内，则判定出现满足相似条件的相邻周期波；
若出现满足相似条件的相邻周期波，则将满足相似条件的所述相邻周期波作为二次回波的标识波；
根据所述标准波和标识波的出现时间，确定超声波的一次回波时间和二次回波时间；
厚度计算模块，用于根据所述一次回波时间和二次回波时间的时间差，以及预设的超声波在目标被测材料中的传播速度，确定所述目标被测材料的厚度。
4.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述基于超声波的物体测厚方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述基于超声波的物体测厚方法的步骤。
6.一种基于超声波的物体测厚系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求4所述的计算机设备，所述系统还包括依次电连接的超声波探头、信号放大单元、比较单元以及计时单元，所述超声波探头、比较单元和计时单元分别与所述计算机设备电连接；
所述超声波探头向目标被测物发射超声波时，所述计时单元开始计时，所述超声波探头接收超声波回波信号，超声波回波信号经信号放大单元放大后发送至比较单元，所述比较单元对回波信号进行比较后经所述计算机设备输出返回波形，并通过计时单元记录回波信号时间并发送给计算机设备，以使计算机设备根据回波时间差计算出目标被测材料的厚度。
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