基于VC++的超声信号处理与分析系统

　　随着计算机技术的发展，信号处理技术已成为超声检测技术中不可分割的重要组成部分，它不仅可以提高超声信号的信噪比，并能有效地提高对缺陷检测的灵敏度和精度[l一7〕。国内外NDT工作者为实现超声无损检测系统的数字化、图像化、智能化和自动化，把复杂的信号处理方法集成为一体，并十分注意人机对话功能的设计巨8一‘0j，有的则将上述功能扩展到虚拟仪器之中。

　　对于超声无损评价研究而言，超声信号的数字化和超声参量的多样性显得尤为重要。例如，SFBureh等[“口提取人射角分别为O’，10。和200时超声反射信号的反射幅度比，将40个含有光滑裂纹、粗糙裂纹、多孔和夹渣四种不同类型的缺陷进行了分类;刚铁等呻口从不同角度提取超声回波信号的参量，有效区分了大平底和孔径分别为1，2和4~的平底孔。Jsaniie等El3〕采用多种算法，提取了超声脉冲回波信号功率谱的最大能量频率，准确识别了热处理钢试样中半径为1.5~的平底孔。笔者利用VC++开发了一套材料超声信号处理与分析系统，对于选定的超声波信号，可将其进行时域、频域和时频域分析，并可自动判别和提取部分特征参量;又将多种信号处理方法综合于同一个系统之中，实现多维度、多参量的自动计算、统计分析与提取。利用本系统对孔隙率为。.03%一2.3%的CFRP的超声回波信号(5MH:)进行了处理和分析，提取一系列特征参量。研究发现，ELFB和EPF能够表征CFRP的孔隙率。

　　1系统开发平台

　　随着现代科学技术的发展，大量的计算机编程语言(例如VisualBasie、LabVIEW、Ve++、e++、Matlab等)先后被用于超声无损评价领域，导致该领域研究工作发生了划时代的变革。C++语言简洁高效，具有优越的抽象性、封装性和数据隐藏、多态和继承性等特点[l#〕;VC++作为C++的编译器，它包括了可视化界面设计、文本编辑、编译连接和调试等功能，并且支持结构化软件工程、面向对象工程和组件软件工程开发模式，已成为开发Windows应用程序最流行的C十+开发工具[l5口。另外，VC++与Matlab有良好的接口功能，对于复杂的运算任务，可以利用VC++调用Matlab，借助于Matlab庞大的计算功能进行运算。因此，笔者采用VC++作为系统开发平台，以C++作为系统的编程语言，以Matlab为辅助语言，创建了一个超声信号处理与分析系统。

　　2超声信号处理与分析系统

　　2.1系统主要功能框架

　　自20世纪90年代至今，无损检测向无损评价过渡已成为Nl)T工作者的共识和努力目标。对自动评价软件而言，首先采用多种信号处理方法对超声回波信号进行处理，以求获得尽可能多的材料的超声特征参量，这是十分重要的。