超声波液位计基于DSP的探讨 八

2．3整机设计方案框图

2．3．I系统分析

渡越时间t指的是超声波换能器开始被激发直到回波的首波到达换能器的时间，为了系统能够准确的得到渡越时闽，回波的质量非常重要，为了满足在远量程的状况下仍然能够得到满意的回波，需要高能量的脉冲加到超声波换能器两端，这一方面要求设计性能优越的电子变压器将电压升高，另一方面要考虑到超声波换能器的阻抗匹配特性，要能够将较高的能量加载到换能器两端。

对超声波测距过程中的回波处理方法有多种，比较常见的是阈值比较法，该方法具有实现简单的优点，在短量程测量中应用比较普遍．在大量程的情况下，由于首波大小差异性比较大，而且由于工作环境的因素，得到的信号信噪比较低，无法非常准确的识别超声波回波的首波。

从信号处理理论上看，超声波换能器可以等效为一个高性能的带通滤波器，在本课题中，基于这样一个理论：在超声波换能器串联谐振点频率的激励脉冲激励的情况下，不同距离时反射的回波其外部包络线具有互相关性，假设在实际测量中，超声波回波的噪声是随机的，则设定一个信噪比较高的信号包络线作为基准信号，将回波信号与该基准信号做互相关以后，将在超声波回波与该基准信号延迟时间处出现极值。

对信号的进行互相关运算，涉及到的运算次数非常庞大，以15m量程为例，声速近似为340m／s，回波的延迟时间0．088s。

2．4本章小结

本章首先介绍了超声波换能器的工作机理以及超声波测距的工作原理，结合本课题所要求研发的液位计的设计要求，通过对回波信号的分析，得出了仪表的信号处理方式。同时提出了超声波液位计的硬件和软件基本架构。

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 超声波流量计