超聲波液位計基于DSP的探討 三十三

7．1-2超聲波液位計的軟件設(shè)計

本課題根據(jù)超聲波測距的實際特點，考慮到超聲波換能器的激發(fā)頻率(也就是超聲波換能器壓電陶瓷的串聯(lián)諧振頻率)以及ADC轉(zhuǎn)換的采樣率大小，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)量以及運算量太過龐大，根據(jù)數(shù)字信號處理的卷積運算可以轉(zhuǎn)換為FFT運算的疊加，從而實現(xiàn)了勻速量的大幅度減小。根據(jù)超聲波回波以及超聲波回波包絡(luò)線之間均具有一定相關(guān)性的特點，采用分步相關(guān)的算法，進(jìn)一步減少了互相關(guān)算法的運算量，在不減少測量精度的前提最大限度的實現(xiàn)超聲波液位計的實時性．此外，為了超聲波液位計的軟件部分實現(xiàn)模塊化設(shè)計以及更好的可靠性，本課題還采用了TI提供的免費實時操作系統(tǒng)DSP／BIOS，基于該操作系統(tǒng)設(shè)計的軟件；

7．1．3超聲波液位計減少盲區(qū)的方案

根據(jù)目前超聲波液位計設(shè)計中出現(xiàn)的盲區(qū)過大的問題，對超聲波換能器的激發(fā)響應(yīng)進(jìn)行電器模型建模，尋找到了影響超聲波換能器衰減的電氣參數(shù)，同時結(jié)合軟件的方法實現(xiàn)超聲波液位計盲區(qū)的減小。

7．2展望

電子技術(shù)、嵌入式處理技術(shù)的迅猛發(fā)展為高性能超聲波液位計的研制提供了合理的契機。本課題設(shè)計超聲波液位計符合未來研制更加高性能超聲波液位計的努力方向，為實現(xiàn)更加高精確度的超聲波液位計提出了一種設(shè)計方案。通過計算機驗證的方法，本課題中提出的各項方案性能良好，但是本課題還存在一些不足之處，需要改進(jìn)：

(1) 超聲波液位計硬件系統(tǒng)中的DSP部分目前工作的不是很穩(wěn)定，有待進(jìn)一步提高其硬件設(shè)計的水平；

(2) 由于要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的液位測量，本課題中選擇了變壓器來將激發(fā)電壓升高，然而，高脈沖電壓的存在會對超聲波信號處理電路以及DSP硬件電路部分部分產(chǎn)生非常嚴(yán)重的電磁干擾，目前實驗中，將兩者在物理上分開，連接線采用雙絞線實現(xiàn)，希望能夠找到抵抗高電磁干擾的方法。

(3) 超聲波液位計的盲區(qū)測量液位有待進(jìn)一步實驗確定更加精確的電路參數(shù)．此外，本課題設(shè)計的超聲波液位計現(xiàn)在還處于樣機階段，所以還需要更多的實驗和優(yōu)化工作。

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 超聲波流量計