多普勒流量測量概述-信號解調方法等

1.2.2多普勒信號解調方法

　　CW Doppler流量測量中換能器接收到的信號可認為是多個(gè)多普勒頻移成份的疊加，表述為：

　　式中ai為頻移分量幅值，Ωi為頻移分量的頻率，φi為頻移分量的初始相位，s1（t）為經(jīng)管壁、襯里等非運動(dòng)介質(zhì)耦合到接收探頭的信號。

　　多普勒信號解調的目的在于提取頻移信息，理想的解調應當取得正比于

　　的輸出。目前常用的解調方法有振幅檢波、鑒頻、鑒相及乘法器檢波等四種，但由于s（t）受多普勒頻移成分的非線(xiàn)性調制，振幅檢波、鑒相檢波兩種解調方式將產(chǎn)生失真，鑒頻檢波輸出的電壓幅值中將包含與頻移Ωi成正比的量，也不可取。乘法器檢波用參考信號cosω0t與接收信號s（t）相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，得到輸出：

　　這種方法得到的輸出沒(méi)有引起失真，因此在傳統的工業(yè)管道超聲多普勒流量計中得到了廣泛的使用。

　　1.2.3流速方向信息提取

　　現有工業(yè)管道超聲多普勒流量計均不能判斷流速的方向，在醫學(xué)血流測量領(lǐng)域，流速方向信息的提取主要有時(shí)域法、頻域法和相域法，分別介紹如下：

　?。?）時(shí)域法

　　基本原理是將接收到的超聲多普勒信號s（t）同時(shí)送入兩個(gè)乘法器，分別與有一定相位差β0的兩個(gè)同頻信號cosωot和cos（ω0t +β0）相乘，再低通濾波除去高頻分量，于是得到第一路的輸出為：

　　第二路的輸出為：

　　若血流方向為正，則Ωi》0 ，第一路輸出的相位超前第二路輸出的相位；若血流方向為負，則Ωi《0，第二路輸出的相位超前第一路輸出的相位。因此比較兩路輸出在時(shí)間上的先后就可以檢測出血流的方向信息。

（2）頻域法

　　超聲波經(jīng)血流散射后，其頻譜位于發(fā)射頻率ω0的兩側。血流方向為正時(shí)，回波信號頻率高