超声波流量计同波信号的时差计算探讨二

1．2超声波流量计相关算法原理

为方便求出渡越时间下，无流量状态下超声波探头B端接收到的第一组信号戈(t)作为基准信号，有风状态下接收到的信号为y(t)，则信号x(f)和，，(t)是两个仅在时间上延迟的波形

相近的信号，它们的互相关函数R。

由相关理沦得，当相关函数取得最大值时，即为两通道回波全局的最相似点.

2算法处理

2．1极性相关算法

为了加快相关函数的计算速度，提高流量测量的实时性，在极性化后仍维持原信号的平稳性与遍历性，其极性相关函数尺一(下)与传统相关函数k(r)在相同的下值达到峰值点∞1，求出R。一(r)的峰值点就可以确定茹(t)和y(￡)的时延差值r。，因此采用极性互相关算法替代传统相关算法在理论上是可行的。为方便使用数字电路计算相关函数，通过A／D转换器采集到的样本函数作极性化处理后得到符号函数，在相关函数的实际运算过程中，硬件系统只需要进行一次数据的符号判断，消耗1个指令周期时间，加法运算消耗4个指令周期时间，运算时间远远小于直接进行相关运算的指令周期，提高了系统的实时性。

检验极性相关函数是否可替代传统相关算法，可采用MATLAB建立信号极性化模型，对理想正弦函数和实际采样的回波信号进行相关运算和极性相关算法运算，以传统极性相关函数的峰值点为基准。图4为理想信号模型的函数图形、符号函数图形和相关函数图形，可以看出两相关函数峰值位置点是完全重合的，这就说明极性相关算法替代传统相关算法在理论E是可行的。

 (b)信号极性化函数

超声波流量计