超聲波液位計基于DSP的探討 四
液位計利用很高的電脈沖信號去激勵超聲波換能器，發射出一束超聲波，超聲波液位計的測距原理就是向目標液面發射超聲波，同時開始接收回波信號，將二者的波形進行比較，計算出超聲波在空氣中的渡越時間。因此，如果聲速確定，那么準確測出時間間隔Vt，既可以測出液位高度，時間間隔的測量是通過接收電路接收到的回波信號的時間延遲來確定的。這其中考慮到被測介質的不同以及溫度的不同，對其補償，溫度(T)補償，假如超聲波液位計應用于鋼鐵行業等會有大范圍溫度場分布中，T就是該溫度場的溫度分布，對于普通的液位測量則只需要對環境溫度信號進行采集，詳細的超聲波測距的原理在第二章介紹。
1．I．3超聲波液位計研究現狀
超聲波液位計從結構上來看可以分為三個模塊：激發模塊，接收模塊以及信號處理模塊。當前工業上已經應用的液位計中前兩者的差別大同小異，主要的區別是根據測量量程的大小，選擇何種方法將激勵脈沖信號的電壓升高到合理的程度。后者的主要區別在于信號處理方式的不同，按照這個差異，超聲波液位計大致可以分為如下幾種：
(I)相位檢測，利用超聲發射波與接收波之問的相位差信息來確定待測距離，優點是精度可以做的很高，但是量程很短；
(2)渡越時間過零檢測，利用超聲發射波與接收波之間的時間延遲來確定待測距離，優點是量程可以做的很大，但是由于零閾值設置上的誤差，精度無法得到保證，尤其在寬量程的設計的過程中，接收信號的幅值波動會比較大；
(3)聲波幅值檢測，利用超聲波回波信號的幅值信息以及對超聲波機理的研究來確定待測距離；
(4)現代信號處理方法檢測，利用現代信號處理的理論，精確的測定出發射信號與接收信號的時間延遲，進而確定待測距離。比較典型的有小波理論和互相關檢測方法，小波理論主要基于整個時間軸在超聲波信號出現時其頻域將變的奇異，通過對這個奇異點的尋找來確定回波到達時間；互相關理論則根據在相同激勵電壓激勵時，超聲波的各個回波信號輪廓之間以及輪廓與高頻超聲信號疊加信號之間都是相關的，兩個信號的互相關函數的最大值包含了兩個信號遲延時間的信息．
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