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深圳市迅昇科技有限公司
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閱讀：56發布時間：2023-2-27
聲波具有良好的透氣性和耐腐蝕性。廣泛應用于超聲測距、超聲無損檢測、超聲流量計等工業領域。超聲信號從發射機傳輸到接收器的時間定義為飛行時間。TOP包含大量信息，如TOP反映距離測量和超聲流量計中的距離和流量信息。因此，超聲波TOP是超聲應用中的關鍵技術。據我們所知，超聲流量計應用中的TOP測量方法通常可分為三類。
超聲波流量計
類包括閾值檢測方法。例如，開發了動態閾值法、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方法。這些方法首先應用于雷達領域，然后在1981年引入測量。計算兩個接收信號之間的相關函數，然后產生峰值，即時移動并映射兩個信號之間的時差。后來，為確定提出了調頻激勵、相位相關方法、正弦擬合技術等更好的相關方法。相關方法受噪聲影響較小，但其準確性仍受采樣率的限制。另一個缺點是參考波難以根據不同的應用條件實時更新，導致頂部偏差檢測。
第三類包括基于波形擬合的估計方法。在這些方法中，首先選擇合理的超聲波接收信號體驗模型，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，而且具有較強的抗力。然而，它們需要大量的計算，這需要高成本的數字信號處理，并降低實時性能。
因此，本文在前人的基礎上，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，并根據標準化的頻率和能量倍數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果來確定。第二步，根據USO與零交叉時間值的關系，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，因為在分類過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別在于，新方法檢測到的頂部僅依賴于當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測量信號。其性能不受波形相似性的限制，易于實現和應用于嵌入式系統。
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