超聲波流量計主機與探頭原理探討  四十六

超聲波流量計系統在測量順逆流傳播時間時，必須進行換能器的切換。測量傳播時間時首先由從單片機發出控制切換信號，切換完成后，等待發射信號和接收信號順利通過。當接收信號到達時，傳播時間計數器停止計數，并進行有效性檢驗，如果此信號為有效信號，則CPU 讀數，否則不讀數。

5.2.2 多脈沖測量原理的算法

⑴確定工作點的算法

用多脈沖測量法測得多個閾值觸發的接收時間t(1)、t(2)、……、t(k-1)、t(k)、……、t(n)的算法如下：

① 設置閾值變量H，初值為H int ，閾值增量H ,次數變量K，初值為1；

② 發射超聲波；

③ 若接收波形的幅值大于閾值，則記錄等于閾值時刻的接收時間t(k)，閾值H=H+H ，次數K＝K+1；轉②；

④ 結束。

⑵數字濾波

數字濾波可明顯消除數據采集中的干擾信號，為了得到超聲波的傳播時間，我們結合接收波形的特點，運用數字濾波對這組接收信號進行了處理。

在利用超聲波檢測流量時，常常會遇到兩種干擾，一種是來自流體介質中懸浮微粒產生的干擾，由于粒子具有懸浮漂移性，它產生的干擾信號在時間上和幅度上時不穩定的；另一種是來自外界的電磁干擾，電源和外界電磁干擾引入的噪聲干擾則表現為突發性和時間性上的隨機性。為此，我們采用了一種復合濾波方

法。其過程如下：采用程序判斷濾波，消除強干擾信號的影響。首先設置一時間門限值T ,它的選取取決于幅值的遞增量H 以及接收波應有的正常斜率。這是一個與測量精度有關的參數。然后對多脈沖測得的這組接收時間的每一個值與相鄰值遞推比較：如果t(k)  t(k 1)  T (斜率大于或等于TH )，則說明處于t(k-1)到t(k)這個時間段的接收波形無明顯變化，即未出現強干擾信號；如果t(k)  t(k 1)  T (斜率小于TH)，則說明處于則說明處于t(k-1)到t(k)這個時間段的接收波形有明顯變化，即出現較強的干擾信號。

超聲波流量計