超声波流量计主机与探头原理探讨  四十六

超声波流量计系统在测量顺逆流传播时间时，必须进行换能器的切换。测量传播时间时首先由从单片机发出控制切换信号，切换完成后，等待发射信号和接收信号顺利通过。当接收信号到达时，传播时间计数器停止计数，并进行有效性检验，如果此信号为有效信号，则CPU 读数，否则不读数。

5.2.2 多脉冲测量原理的算法

⑴确定工作点的算法

用多脉冲测量法测得多个阈值触发的接收时间t(1)、t(2)、……、t(k-1)、t(k)、……、t(n)的算法如下：

① 设置阈值变量H，初值为H int ，阈值增量H ,次数变量K，初值为1；

② 发射超声波；

③ 若接收波形的幅值大于阈值，则记录等于阈值时刻的接收时间t(k)，阈值H=H+H ，次数K＝K+1；转②；

④ 结束。

⑵数字滤波

数字滤波可明显消除数据采集中的干扰信号，为了得到超声波的传播时间，我们结合接收波形的特点，运用数字滤波对这组接收信号进行了处理。

在利用超声波检测流量时，常常会遇到两种干扰，一种是来自流体介质中悬浮微粒产生的干扰，由于粒子具有悬浮漂移性，它产生的干扰信号在时间上和幅度上时不稳定的；另一种是来自外界的电磁干扰，电源和外界电磁干扰引入的噪声干扰则表现为突发性和时间性上的随机性。为此，我们采用了一种复合滤波方

法。其过程如下：采用程序判断滤波，消除强干扰信号的影响。首先设置一时间门限值T ,它的选取取决于幅值的递增量H 以及接收波应有的正常斜率。这是一个与测量精度有关的参数。然后对多脉冲测得的这组接收时间的每一个值与相邻值递推比较：如果t(k)  t(k 1)  T (斜率大于或等于TH )，则说明处于t(k-1)到t(k)这个时间段的接收波形无明显变化，即未出现强干扰信号；如果t(k)  t(k 1)  T (斜率小于TH)，则说明处于则说明处于t(k-1)到t(k)这个时间段的接收波形有明显变化，即出现较强的干扰信号。

超声波流量计