基于相關(guān)法的豎管內置式超聲流量測量設計
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3 系統流程
系統由FPGA控制，初始化程序，系統開(kāi)始，FPGA給出驅動(dòng)信號，驅動(dòng)探頭發(fā)射波形，實(shí)現順流發(fā)射波形，探頭在另一端接收波形，波形經(jīng)過(guò)放大濾波后進(jìn)行采樣，并把發(fā)射端波形引入到接收端，同樣進(jìn)行接收放大濾波采樣，采樣后存到寄存器里，當采樣到一定波形后，通過(guò)FPGA控制CD4052進(jìn)行收發(fā)切換，切換收發(fā)方向，實(shí)現逆流發(fā)射，同上對發(fā)射和接收的波形進(jìn)行放大濾波采樣。采樣后的波形在住相關(guān)處理，計算順逆流傳播時(shí)間，進(jìn)而計算流速流量。系統流程如圖10所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193664.htm
4 實(shí)驗結果
圖11為接收的波形，通道1為發(fā)射端信號波形，通道2為接收端信號，圖中可以看到接收端和發(fā)射端信號波形相似，2和1之間有一定時(shí)間延時(shí)。
測量?jì)山M信號的時(shí)間差時(shí)，對兩組信號用高速A／D同時(shí)采樣，把模擬量轉化為兩組數字量，對兩組信號作相關(guān)運算，圖12為采樣后的波形，圖12(a)發(fā)射端接收信號波形，圖12(b)為接收端接收到的信號，圖12(c)為圖12(a)和圖12(b)兩組信號波形做相關(guān)運算后得波形。
發(fā)射信號頻率為40 kHz，周期為25μs，4個(gè)周期為100μs，采樣點(diǎn)數為10 000個(gè)點(diǎn)。實(shí)驗中設定接收端信號波形與發(fā)射端的時(shí)間差如表1所示，但理想與實(shí)際采樣后的時(shí)間差有一定誤差，相關(guān)后的計算結果也會(huì )有一定誤差，表1中給出了11組時(shí)間差的理想、實(shí)際采樣和相關(guān)計算后的時(shí)間差，并計算出相應誤差。
5 結束語(yǔ)
實(shí)驗裝置實(shí)現了探頭內置與被測液體流動(dòng)方向平行的測量方案，發(fā)射電路設計了利用低壓直流來(lái)發(fā)射高壓直流脈沖驅動(dòng)探頭，完成了探頭按要求發(fā)射接收切換，各部分相應的硬件電路滿(mǎn)足設計要求。實(shí)驗數據可以看出相關(guān)法的計算結果誤差率在5％以?xún)?，時(shí)關(guān)法本身的特性可以在計算過(guò)程中有去除接收放大濾波和采樣的過(guò)程中得一些干擾，所以應用相關(guān)法在測量時(shí)間差方面有提高精度的能力。
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