超声波流量计使用编码技术的探讨 七

近些年来，在超声流量测量领域，无论在测量方法还是实现电路上，国内外都有很多研究成果。从时间点确定的方法上来看，最简单的是门限电平法。设置一个电压阀值，当测量信号超过这个阀值时，就认为接收到超声波，以此计算传播时间。这种方法虽然实现简单，但单一固定的触发电平造成了其较差的抗噪能力，天津大学就是基于这一原理进行了一系列探索，从实验效果来看，在测量范围的低端和高端误差较大。

沈阳工业大学的论文提到一种使用延迟窗口和双门限电平的方法。延迟窗口的设置限定了接收信号的范围，在一定程度上抑制了噪声的干扰；双门限电平是预先设置两种不同的门限电平，当接收波形变化时切换触发电平来检测时间点。虽然这种方法与单一门限电平相比，在一定程度上减小了超声波形对测量的影响，但流动噪声随机性导致的超声波形随机性使触发电平值选择困难。因此可以得出结论：由于超声波形易受气体流动噪声的随机调制影响，

门限电平法误差较大。南京信息工程大学提出了一种新的超声信号到达时间点的识别方法。该方法利用小波对信号突变点的检测功能，将小波分析和Hilbert变换相结合，对Hilbert变换后的超声波信号再次进行小波变换，通过分析小波变换系数的局部模极大值，识别出到达时间点。但因存在噪声不能完全消除、超声波发射电路延时等因素，定位计算总存在误差，需要多组采样数据进行计算，才能得到较准确的时间点。很明显此种方法计算量太大，很难保证实时测量的要求。从时间测量的方法上来看，澳大利亚的N．Bignell发表文章，提出了低功耗条件下，高精度计时的方法。例如，在10MHz时钟晶振的情况下，超声波发射探头连续发射100次超声波信号，计时器计量总时间，再求出平均时间，来提高计时时间的精确度n们。

沈阳工业大学提出一种时间测量方法：采用PLL技术，在不太高的系统时钟频率条件下，得到较高的测时分辨率。这种方法在VCO(电压控制振荡器)中心频率为10MHz，计时精度20ns时，VCO的频移小于4KHz，满足一定的要求。

法国学者在2001年发表文章，指出用相关法测量传播时间及顺、逆流时差，相关函数峰值时间分辨率最小能达到±△，△为采样的时间间隔。

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