基于双阈值比较法超声波流量计信号处理.pdf

第27卷 第 11期 电子测量与仪器学报 f．27 No．11 · 1024- JOURNALoFELECTRoNICMEAsUREMENTAND lNsTRUMENT 2013年 11月 基于双阈值 比较法超声波流量计信号处理 陈 洁 余诗诗 李 斌 樊辰阳 (上海大学机电工程与自动化学院 上海 200072) 摘 要：选择时差法超声波流量计为研究对象，以其包络超声波信号为基础研究信号处理方法，进一步提高时差法超声波 流最计的测量精准度和稳定度。针对超声波流量计信号的特点，提出了双阈值法，利用此方法进行信号畸形与否的判断， 再在 良好的信号基础上进行流速流量计算。利用双阈值进行5个时间点的采集，同时采集过高阈值的脉冲个数，通过这些 条件进行信号判断，满足指定条件的将再此基础上 ，按照指定的标准进行流速流量计算。实验验证证明该方法提高了流量 计的测量精度和稳定度。 关键词 ：时差法超声波流量计 ；信号处理；双阈值法 中图分类号：TH814；TN8 文献标识码：B 国家标准学科分类代码：470．40 Signalprocessingbasedondual-thresholdofultrasonicflow meter ChenJie YuShishi LiBin FanChenyang (ElectromechanicalEngineeringandAutomationAcademy，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) Abstract：Thepaperregardsthetime—differenceultrasonicflow—meterasresearchobject，andresearchesonsignal processingmethodbasedonitsenvelopeultrasonicsignal，inordertoimprovetheprecisionandstabilityofthetime— differenceultrasonicflow—meter．Basedonthecharacteristicsoftheultrasonicflowmeter，thedual—thresholdmethod— whichisusedtojudgethesignalabnormalitiesornot，theningoodsignalcalculateflowrateisproposed．Firstlyac- quirethetimeof5pointsofdoublethresholdsmethod，simultaneousnumberofpulsesofhighthreshold，andcalcu· latetheflowrateaccordingtospecifiedcriteria．Atlasttheexperimentprovesthatthroughthemethodtheprecision andstabilityoftheultrasonicflow—meterareimproved． Keywords：thetime—differenceultrasonicflow meter；signalprocessing；dual—thresholdmethod 收信号的基准点。目前在时域分析中，使用最广泛 1 引 言 的检测方法是传输时间测量法和相关峰值位移 法 』。但无论采用哪种方法，其问题都在于能否准 时差法超声波流量计因响应速度快、安装方 便 、维护费用低等特性成为超声流量计中最广泛使 确定位接收信号的基准点。目前，国内外对超声回 用的类型_lJ。时差法的实现难点在于，精确地测 波信号的处理方法主要有以下几种：电平 比较法、 量出超声波束在流体中顺逆流传播的时间差和准 假设检验法、互相关处理法以及小波分析法。其 确的估算出管道中流体