超声波流量计使用编码技术的探讨 十七

2．4测量中存在的问题及本文所提出的改进方法

虽然超声波气体流量计测量原理简单，但实现方法上主要存在以下两个问题：

1、接收信号触发位置选择问题：

对压电换能器施加激励电压后，不会立即产生稳定振幅的超声输出，而是伴随几个周期的起振过程；同样，由于惯性，撤去激励电压后超声振动也不会立即停止，还存在一定的余振。除此之外，超声波在管道中还会受到气体流动的随机调制作用，这两点都使得系统测得的传播时间具有很大的不确定性。以门限电平方法为例，通常会预先选择一有效波作为接收信号到达时刻的标志。虽然超声信号的整体包络线形状不变，但由于气体流动的调制使得每个位置的幅值变化是随机的，也就是说有效波的位置是变化的。例如，选择峰值最大的波为有效波，但实验证明峰值最大的波不一定总是出现在正弦序列中固定的第某个波形上，这就使得测量的重复性较差。尽管使用自动增益控制(AGC)电路可保证每次接收波的幅值稳定在一定范围内，从而减少这种误差，但为避免噪声影响，在检测首波时，实际设定的触发电平并不是理想的0值，而是零点几伏的某一固定值。另外，由于气体流动对超声信号调制的随机性就使得每次触发时刻对应的相位不尽相同，总是存在0～万／4范围内的相位误差，此相位误差随超声频率增高而减小。

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