大连海峰超声波流量计换能器接纳信号的获取
当发射端的超声波换能器发出的声波通过液体传至与其相对的接纳端换能器时,由于各种环境复杂的工业现场噪声,以及流体介质中的杂质颗粒和气泡等产生的搅扰,特别是来自外界的电磁搅扰等,使接纳信号的幅值衰减很大一起伴随着各种搅扰信号,因此如何从这种接纳信号中获得牢靠的STOP信号成为信号处理的重点内容。下面就探讨几种针对超声接纳信号的获取STOP信号的办法。
(1)
大连海峰超声波流量计过零检测
理论上超声波信号的传达时间是接纳信号到达时间确定的,只需求将接纳波形的第一个零点选为停止信号即可。由图4可以看出超声波接纳信号起振点处幅值较小且不稳定,简单被搅扰信号掩盖形成误触发,使丈量结果产生错误。
(2)
大连海峰超声波流量计阈值比较法
由丈量的原理可以看出流量丈量终究需求的是顺逆流时差,所以在丈量过程中需求的纷歧定是接纳信号的起振点,只需找到某个固定的点作为STOP。因此可以选用阈值法,阈值如图实线所示。由图4可以看到,换能器接纳信号比较微弱,只要几百毫伏,简单受到换能器起振,气泡等因素的搅扰使幅值产生改变,如图5所示,假设在同一流速下,顺流丈量时,过阈值比较,在STOP1出得到停止信号,逆流丈量时,出现虚线所示的状况,第二个的波形己经不能产生STOP信号,此时第二个过阈值的点(STOP2)便引起了误触发,出现此种状况所测得的时间差就增加了一个周期即为一微秒,测量犯错。导致流量丈量出现偏差。
选用此种办法的硬件电路如图6所示。
选用LMV7239高速电压比较器,单电源供电,输入正端接入扩大之后的接纳信号,负端把5V电压通过4.7K和2K电阻分压,得到过1.5V电压,输入信号和1.5V电压进行比较,大于1.5V输出正,小于1.5V输出零。
由上图可以看出选用此种办法时差改变范围较大,上限时差达到0.012微秒,下限到0.004微秒,很难对时差做出精确的判断,导致流量丈量的精度很低。
在静态时,测得的顺逆流时差理论上为零,用阈值法或许出现下图所示状况,顺流时信号为实线所示,STOP1为停止信号,当逆流时受到各种信号的搅扰,会出现波形如图虚线所示,致使STOP2成为停止信号,信号点产生漂移,形成静态偏差。