超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 二十七
2002 年曹茂永等人在高噪聲背景下采用傅立葉變換(頻率域下進行)頻譜分析和成分分析對超聲波信號進行分析,并根據(jù)分析結果來判斷濾波的頻率范圍,采用自相關技術實現(xiàn)高噪聲情況下的超聲波回波信號的識別方法。缺點是在分析過程中并沒有考慮信號的時域和相位信息,原始信號波形無法完全重構。為了解決這一問題,他們采用了相關算法回避了信號重構需要保留的相位信息,并且在運算上有快速算法,實現(xiàn)起來簡單,但是當接收到的回波信號中存在相關噪聲信號,如聲學干擾信號,那么在信號處理中也會被保留下來。
由于過零檢測是在時域下進行的,因此主要的研究過程是利用各種濾波手段來實現(xiàn)對信號的降噪處理。但是傳統(tǒng)的維納濾波器在超聲波測量上并不適用,因為超聲波信號具有兩個重要特點:一是超聲波檢測信號只持續(xù)有限的時間;二是傳播過程中各種因素使信號有失真現(xiàn)象。因此2002 年Izquierdo 等人[53]采用了時頻維納濾波器來解決這兩個問題。試驗結果表明時頻分析算法能有效地解決提高信噪比的問題。
超聲波流量計