超声波流量计多声道气体测量技术探讨 二十六

在所有的超声检测领域都要考虑信号处理的问题，主要目的是提高信噪比，提高系统的抗干扰能力以及鲁棒性。按照时域分析和频域分析可以把超声波流量计信号处理技术分为两个范畴：时域上主要是各种过零检测技术，而在频域上主要是基于相关运算。在超声波液体流量计设计中过零检测技术己有非常成熟的应用，后来也延用到超声波气体流量测量的设计中。在气体流量测量中，超声波信号的脉冲波形很难保持稳定，因此在很多方面要有所改进，过零检测技术被认为是超声波脉冲波形定位的基本方法。现在过零检测方法也从最初的模拟器件实现转为数字信号处理技术。实际操作时为了避免受到噪声的影响，过零检测一般需要和阈值法配合使用。当信号达到阈值之后，才启动过零检测的定位波形，但是由于实际应用中客观存在着各种不确定因素，特别是当信号采集低信噪比的场合，对其获取的时延数据精度如何是有争论的，还没有非常理想的波形可以用于分析和定位脉冲波形。鉴于阈值过零点检测方法的不确定因素，有人提出采用自相关运算消噪算法来消除随机噪声信号，并且在小流量情况下如果不考虑数值截断误差因素，就可以获得比直接用时差法更精确的测量结果。2000 年王智慧等人研究了相关流量计，得出使用相关算法不受流体性质以及流体声速变化的影响，并且能显著提高时间计量精度。

超声波流量计