超聲波液位計基于DSP的探討 八

2．3整機設計方案框圖

2．3．I系統分析

渡越時間t指的是超聲波換能器開始被激發直到回波的首波到達換能器的時間，為了系統能夠準確的得到渡越時閩，回波的質量非常重要，為了滿足在遠量程的狀況下仍然能夠得到滿意的回波，需要高能量的脈沖加到超聲波換能器兩端，這一方面要求設計性能優越的電子變壓器將電壓升高，另一方面要考慮到超聲波換能器的阻抗匹配特性，要能夠將較高的能量加載到換能器兩端。

對超聲波測距過程中的回波處理方法有多種，比較常見的是閾值比較法，該方法具有實現簡單的優點，在短量程測量中應用比較普遍．在大量程的情況下，由于首波大小差異性比較大，而且由于工作環境的因素，得到的信號信噪比較低，無法非常準確的識別超聲波回波的首波。

從信號處理理論上看，超聲波換能器可以等效為一個高性能的帶通濾波器，在本課題中，基于這樣一個理論：在超聲波換能器串聯諧振點頻率的激勵脈沖激勵的情況下，不同距離時反射的回波其外部包絡線具有互相關性，假設在實際測量中，超聲波回波的噪聲是隨機的，則設定一個信噪比較高的信號包絡線作為基準信號，將回波信號與該基準信號做互相關以后，將在超聲波回波與該基準信號延遲時間處出現極值。

對信號的進行互相關運算，涉及到的運算次數非常龐大，以15m量程為例，聲速近似為340m／s，回波的延遲時間0．088s。

2．4本章小結

本章首先介紹了超聲波換能器的工作機理以及超聲波測距的工作原理，結合本課題所要求研發的液位計的設計要求，通過對回波信號的分析，得出了儀表的信號處理方式。同時提出了超聲波液位計的硬件和軟件基本架構。

詳情請瀏覽公司網站的產品中心 http://www.m.jxper05.cn/  超聲波液位計

 超聲波流量計