超声波流量计多普勒原理的探讨  七十三

针对超声波流量计设计中采用相位差法测量流量时干扰信号影响被测信号过零时刻波形,从而严重影响测量精度的问题,讨论了利用超声波测量流量的常用方法以及相关原理和插值原理,论述了超声波流量计设计时相关原理在相位差法测量流量中的具体应用,研究了相关算法中关键参数的计算方法以及插值算法对提高测量精度的作用.利用Matlab软件对系统进行了仿真,结果表明:将相关算法和插值算法应用于相位差法流量测量中,可提高超声波流量计的测

量精度和抗干扰能力.

本文研制时差法气体超声波流量计,包括流量计硬件电子线路和软件设计.系统硬件采用DSP进行控制,实现超声波信号采集、数字信号处理等功能,完成了系统电路部分的制作,并通过电路调试,工作正常.系统软件实现了超声波信号的发射控制和数据接收,运用小波理论对超声波信号进行处理.时差法超声波流量计的关键在于确定超声波信号从发射时刻开始到达接收传感器的时间.本文在深入研究小波理论的基础上提出一种新的到达时间识别方法.该方法将小波变换与希尔伯特变换结合起来,运用小波对信号突变点的识别优势,识别出超声波信号到达时间点.对多组采样数据的计算结果表明,效果良好.

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时差法超声波流量计.主要介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件功能和软件设计流程.系统硬件电路为微控制器+FPGA结构,微控制器是系统的控制核心.利用FPGA的可编程特性和很高的工作频率以及丰富的内部资源设计了包括高速计数器在内的数字信号处理模块,提高了系统的可靠性和测量精度,并具有良好的硬件可升级性.

超声波流量计