超聲波流量計同波信號的時差計算探討二

1．2超聲波流量計相關算法原理

為方便求出渡越時間下，無流量狀態下超聲波探頭B端接收到的第一組信號戈(t)作為基準信號，有風狀態下接收到的信號為y(t)，則信號x(f)和，，(t)是兩個僅在時間上延遲的波形

相近的信號，它們的互相關函數R。

由相關理淪得，當相關函數取得最大值時，即為兩通道回波全局的最相似點.

2算法處理

2．1極性相關算法

為了加快相關函數的計算速度，提高流量測量的實時性，在極性化后仍維持原信號的平穩性與遍歷性，其極性相關函數尺一(下)與傳統相關函數k(r)在相同的下值達到峰值點∞1，求出R。一(r)的峰值點就可以確定茹(t)和y(￡)的時延差值r。，因此采用極性互相關算法替代傳統相關算法在理論上是可行的。為方便使用數字電路計算相關函數，通過A／D轉換器采集到的樣本函數作極性化處理后得到符號函數，在相關函數的實際運算過程中，硬件系統只需要進行一次數據的符號判斷，消耗1個指令周期時間，加法運算消耗4個指令周期時間，運算時間遠遠小于直接進行相關運算的指令周期，提高了系統的實時性。

檢驗極性相關函數是否可替代傳統相關算法，可采用MATLAB建立信號極性化模型，對理想正弦函數和實際采樣的回波信號進行相關運算和極性相關算法運算，以傳統極性相關函數的峰值點為基準。圖4為理想信號模型的函數圖形、符號函數圖形和相關函數圖形，可以看出兩相關函數峰值位置點是完全重合的，這就說明極性相關算法替代傳統相關算法在理論E是可行的。

 (b)信號極性化函數

超聲波流量計