超声波流量计多声道气体测量技术探讨 八十五

本实验系统的时钟为0.5μs，当回波信号中包含有4 个周期以上的超声波信号时，这个计数累加和的最大值理论值应该为100。由于存在干扰情况，使得超声波信号发生畸变，过零时刻值就发生偏移，这样最大值就会减小。这时便要求超声波信号处理前端的滤波电路特性要好。本实验系统设计的带通滤波电路对超声波信号处理后，波形状况良好，不过还是会有不大于±1 的计数误差，同时由于计数器也有±1 的计数误差，因此这个极大值会在90～100 之间摆动。而如果在接收到的回波信号中没有超声波信号时，此时信号为随机噪声信号，通过实验观测，得到的最大值为有超声波信号时的一半以下。因此可以选择某个4 个周期以上超声波信号的时刻T，将超声波标准信号S0 右移(T-25)～(T+25)，与超声波回波信号进行极性相关运算，找到一个最大值。

因此，下一步只需将S0的右移距离设定在( 50 ) 5 0 T − n ± 范围内，其移位次数n=0,1,2,…，然后与回波信号做极性相关运算，寻找其最大值。当移位后回波信号中只有3 个周期的超声波信号时，设移位次数n=n0 时，理论上极性相关最大值应为75，由于干扰的存在，通过实验观测到这个值在75～85 之间摆动。但是可以判定出一个周期的超声波信号已经丢失，继续右移后最大值会持续减小。通过这种方法就可以判定超声波信号的到达时刻，即S0移位[ 50( 1)] 5 0 0 T − n − ± 后与回波信号极性相关的最大值的时刻。

超声波流量计