超聲波流量計使用編碼技術的探討 二十

若用編碼信號代替白噪聲信號則可以克服上述缺點，并保留其優點。由于偽隨機信號具有周期性(可確定性)和雙值自相關特性，所以互相關函數的計算只需在偽隨機信號的一個周期內完成，且具有類似萬函數的形狀；此外，偽隨機信號很容易產生，其信號發生器是精確的噪聲源，不受環境變化的影響，在測量互相關函數時，無統計誤差，每次測試的結果一致。

綜上所述，相關測量的方法回避了直接測量收發信號時間差所存在的困難，而是利用計算兩信號相關函數峰值的方法來獲得傳播時間。為了使自相關函數圖形具有尖銳的峰值特性，而且從容易獲得的角度考慮，選擇了具有優良自相關特性的相位編碼。因此，編碼測量技術正是相關原理結合偽隨機碼雙值自相關特性產生的。

3．1．3編碼相關測量技術與經典相關流量測量的區別

編碼相關測量技術與經典相關流量測量最本質的區別在于：在相關測量中，傳感器發射的信號從接收端的角度來看起載波作用，相關運算的對象是流動噪聲：而在編碼相關測量技術中，從接收端的角度來看，發射信號不僅是載波，其本身也是信息，相關運算的對象是人為發射的信號。

從測量過程來看，相關測量是上、下游發射傳感器分別發送信號，該信號經流體內部自然發生的隨機噪聲調制后分別由同一截面的接收傳感器接收，其后的相關計算是解調(去掉載波)后得到的上、下游流體流動隨機噪聲信號的相關，從而得到流速信息；編碼相關測量技術則是從上游發射一確定的偽隨機編碼信號，該信號經流場調制疊加了流速信息，由下游傳感器接收，其后的相關計算是去掉流場干擾噪聲后偽隨機信號相關，從而得到流速信息。

從機理來看，編碼相關測量技術與相關測量數學模型不同。相關流量測量中，其數學模型建立在對管道不同位置的流動噪聲分布及傳播的研究基礎上，有“凝固”流動圖型模型、“非凝固”流動圖型模型、一般化的相關流量測量系統模型等；編碼相關測量技術研究的是“外部”發射信號經流體“內部”調制后的傳播情況，因此其數學模型抽象于流速輪廓線形狀對平均流速的影響。相對而言，前者的數學模型是基于流場的內特性，即噪聲分布，后者則是基于其外特性。

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