超聲波流量計多普勒原理的探討  一 

摘要

超聲波流量計是最近發展很迅速的一種流量計量計，有著突出的優勢，在工業生產，醫療檢測，海洋觀測，石油勘探等社會生產生活諸多領域有著廣泛的應用。國內外的廠商有眾多產品問世。然而，由于實地現場的不同和應用情況的復雜，超聲波流量計在提高環境的適用性、便攜性、穩定性以及改進測量的精度等等方面．還有很多有待進一步研究深化的地方。

本文首先查閱了大量國內外流量計產品基本性能，對超聲波流量計基本原理和進行了分析總結，介紹了幾種常見的方法，并在此基礎上提出了改進的思想：采用以DSP為信號處理核心．以FPGA器件為控制核心，輔以前端模擬電路，以H口為主要算法的多普勒效應法的超聲波流量計的設計方案。

本文完成了整體硬件電路的設計，這其中包括模擬電路方面的超聲波的發射、接收、濾波、三級放大和采樣，數字電路方面的DSP、FIFO數據緩存、單片機硬件系統的設計以及CPLD的時序控制設計。軟件方面完成了CPLD程序的設計，實現了DSP和單片機硬件系統的完整性：完成了DSP在流速計算方面的程序的設計，這其中包括濾波、插值、FFT的軟件設計。并對關鍵的算法用matlab，Simulator、CosmosScopc等軟件進行了仿真。

超聲波流量計