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1、第30卷第2期沈阳工业大学学报Vol130No122008年4月JournalofShenyangUniversityofTechnologyApr12008文章编号:1000-1646(2008)02-0207-05相关法在超声波流量计设计中的应用于光平,陈强(沈阳工业大学信息科学与工程学院,沈阳110023)摘要:针对超声波流量计设计中采用相位差法测量流量时干扰信号影响被测信号过零时刻波形,从而严重影响测量精度的问题,讨论了利用超声波测量流量的常用方法以及相关原理和插值原理,论述了超声波流量计设计时相关原理在相位差法测量流量中的具体应用,研究了相关算
2、法中关键参数的计算方法以及插值算法对提高测量精度的作用.利用Matlab软件对系统进行了仿真,结果表明:将相关算法和插值算法应用于相位差法流量测量中,可提高超声波流量计的测量精度和抗干扰能力.关键词:超声波流量计;数字信号处理器;相关算法;插值算法;相位差测量中图分类号:TH814192文献标志码:AApplicationofcorrelationmethodindesignofultrasonicflowmeterYUGuang2ping,CHENQiang(SchoolofInformationScienceandEngineering,Shenya
3、ngUniversityofTechnology,Shenyang110023,China)Abstract:Indesignofultrasonicflowmeter,whentheflowwasmeasuredusingphasedifferencemethod,themeasurementaccuracywillbeseriouslyaffectedbecausethenoisesignalinfluencesthezeropointwaveshapeofthemeasuredsignal.Aimattheaboveproblem,theusual
4、methodsofmeasuringtheflowbyultrasonicaswellasbothcorrelationandinterpolationprincipleswerediscussed.Fordesigninganultrasonicflowmeter,theapplicationofcorrelationprincipleinmeasuringflowbyphasedifferencemethodwasexplored.Thecalculatingapproachofkeyparametersincorrelationalgorithmw
5、asgiven,andtheeffectofinterpolationalgorithminimprovingmeasurementprecisionwasinvestigated.ThesystemwassimulatedusingMatlabsoftware.Theresultsshowthatthemeasurementaccuracyandanti2disturbanceabilityofultrasonicflowmetergetsignificantlyenhancedwhenbothcorrelationprincipleandinterp
6、olationalgorithmareusedformeasuringflowbyphasedifferencemethod.Keywords:ultrasonicflowmeter;digitalsignalprocessor;correlationalgorithm;interpolationalgorithm;phasedifferencemeasurement超声波流量计是一种非接触式仪表,在石油、医药、水资源管理等领域有着广泛的应用,其应用1超声波流量计常用测量方法及工的关键参数为测量精度.超声波流量计有多种测作原理量方法,相位差法是其中的一种
7、.然而传统的相位[1]用超声波测量流量的方法有传播速度差法差测量方法抗干扰能力差,对此本文提出了以(包括:时差法、相位差法、频差法)、多普勒法、相相关原理来测量相位差的方法.它具有较高的抗[2]关法、波束偏移法等.干扰能力,且加入插值算法更能提高测量的精度.传播速度差法是利用超声波沿流体顺流和逆流传播时的不同速度来测量流速的.超声波在流收稿日期:2006-11-24.作者简介:于光平(1951-),男,辽宁沈阳人,教授,主要从事精密测量与控制、基于计算机视觉的三维测量等方面的研究.208沈阳工业大学学报第30卷体中顺流传播时,速度将加快,逆流传播时速度会
8、减小,两个速度的差值越大,表明流体流速越快,反之则慢.多普勒法是根据物理学中的多
