超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 八十四
超聲波信號的持續時間為1ms 左右，本系統采用的超聲信號頻率為40KHz，其包含了40 個左右周期的超聲波余弦信號。對于小管徑超聲波氣體流量計而言，超聲波的傳輸時間一般為150μs～500μs，此時二次回波會疊加到一次回波的后端，使超聲波信號的后沿變長，這樣就很難設置一個固定的時間來判斷超聲波回波信號中已經沒有超聲波信號了。因為兩次采集的回波信號中余弦波形的個數便會產生差異，所以使得極性相關后出現多個極大值的情況。此時將其中的
最大值判定為傳輸時刻顯然會發生錯誤，因此要對這種極性相關算法進行改進。
通過分析這些相關值的極大值的分布規律后會發現，這些極大值會有一個周期性，且與超聲波中余弦波形的個數相同。
而當回波中只有噪聲時，相關值分布是沒有固定規律的。從相關值的極大值的
大小來看，當兩次相關的回波中超聲波中余弦波形的個數一樣時，各個極大值的大小都是基本一樣的，而當其中一個回波中少了一個或多個余弦波形時，極大值會銳減，這個銳減的時刻可以判定為超聲波信號到達的前一時刻。
當使用一個固定周期的超聲波信號與回波信號進行極性相關時，其相關值的極
大值的規律性與上面分析的情況是一樣的。因此這種識別超聲波信號的到達時刻的方法稱為改進型數字極性相關方法。通過實驗分析，選擇使用4 個周期的超聲波標準信號，就可以對噪聲進行免疫，同時可以提高計算速度。由于本系統選用的超聲波頻率為40KHz，極性化后的4 個周期超聲波標準信號。
超聲波流量計
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