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閱讀：58發(fā)布時間：2023-2-27
聲波具有良好的透氣性和耐腐蝕性。廣泛應(yīng)用于超聲測距、超聲無損檢測、超聲流量計(jì)等工業(yè)領(lǐng)域。超聲信號從發(fā)射機(jī)傳輸?shù)浇邮掌鞯臅r間定義為飛行時間。TOP包含大量信息，如TOP反映距離測量和超聲流量計(jì)中的距離和流量信息。因此，超聲波TOP是超聲應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)我們所知，超聲流量計(jì)應(yīng)用中的TOP測量方法通常可分為三類。
超聲波流量計(jì)
類包括閾值檢測方法。例如，開發(fā)了動態(tài)閾值法、雙閾值法和可變比率閾值法來確定TOP。這些閾值方法是的方法。但它們很容易受到噪聲的干擾。此外，這些檢測方法是基于超聲波信號上升邊緣的范圍特性。因此，它們的性能受波形變化的影響。
第二類包括各種相關(guān)方法。這些方法首先應(yīng)用于雷達(dá)領(lǐng)域，然后在1981年引入測量。計(jì)算兩個接收信號之間的相關(guān)函數(shù)，然后產(chǎn)生峰值，即時移動并映射兩個信號之間的時差。后來，為確定提出了調(diào)頻激勵、相位相關(guān)方法、正弦擬合技術(shù)等更好的相關(guān)方法。相關(guān)方法受噪聲影響較小，但其準(zhǔn)確性仍受采樣率的限制。另一個缺點(diǎn)是參考波難以根據(jù)不同的應(yīng)用條件實(shí)時更新，導(dǎo)致頂部偏差檢測。
第三類包括基于波形擬合的估計(jì)方法。在這些方法中，首先選擇合理的超聲波接收信號體驗(yàn)?zāi)Ｐ?，然后使用有效算法擬合接收到的超聲波信號獲得。這些方法不僅提供高測量精度，而且具有較強(qiáng)的抗力。然而，它們需要大量的計(jì)算，這需要高成本的數(shù)字信號處理，并降低實(shí)時性能。
因此，本文在前人的基礎(chǔ)上，提出了基于超聲信號波動的簡單易行飛行時間確定方法。該方法包括尋找超聲信號開始檢測(USO)的一般位置兩部分，并在多個獲得時間值中確定TOP。在步中，將接收到的信號分為多個部分，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的頻率和能量倍數(shù)將每個部分識別為超聲波信號或噪聲信號。USO的一般位置可以通過分析和分類結(jié)果來確定。第二步，根據(jù)USO與零交叉時間值的關(guān)系，選擇固定的零交叉時間值作為TOP。該方法對波形變化不敏感，因?yàn)樵诜诸愡^程中只使用每個部分的信息。
本研究提出的新方法與之前建立的方法的區(qū)別在于，新方法檢測到的頂部僅依賴于當(dāng)前測量中超聲信號的分析，而不依賴于之前方法中的兩個連續(xù)測量信號。其性能不受波形相似性的限制，易于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。
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