超聲波液位計(jì)及流量計(jì)在測(cè)量中時(shí)差法的探討  三十

6．2．3實(shí)際工程應(yīng)用中的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的匹配濾波

在實(shí)際工程應(yīng)用中，雖然給超聲換能器所加的信號(hào)的是等幅的線(xiàn)性調(diào)頻電壓信號(hào)，但在該信號(hào)經(jīng)過(guò)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械波時(shí)，受換能器的特性影響，在線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)加到換能器上以后，換能器振動(dòng)的振幅按曲線(xiàn)隨時(shí)間增長(zhǎng)，而脈沖結(jié)束后，換能器振動(dòng)則按自由振動(dòng)規(guī)律指數(shù)衰減。因此所加線(xiàn)性調(diào)頻脈沖經(jīng)換能器后，波形在幅度上和時(shí)間上都有較大變化。

因超聲探頭的頻帶有一定寬度，所以發(fā)射的線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的頻率下限和頻率上限應(yīng)限制在超聲探頭的頻帶范圍內(nèi)。

仿真結(jié)果表明：盡管線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)超聲傳感器發(fā)射后的波形在幅度和信號(hào)持續(xù)時(shí)間上都有變化，但經(jīng)過(guò)匹配濾波處理仍可以較好的分辨出最高幅值點(diǎn)。該種通過(guò)發(fā)射線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)匹配濾波器處理找出最高幅值點(diǎn)以確定超聲波信號(hào)的接收時(shí)刻初始點(diǎn)的測(cè)時(shí)方法在工程應(yīng)用中有一定的實(shí)際意義。

6．3實(shí)現(xiàn)方案與精度分析

6．3．1利用線(xiàn)性調(diào)頻技術(shù)測(cè)時(shí)的實(shí)現(xiàn)方案

利用線(xiàn)性調(diào)頻技術(shù)測(cè)時(shí)的總體設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)可分為線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)采集控制和數(shù)字信號(hào)處理三部分。

電磁流量計(jì)