基于能量变化率的气体超声波流量计信号处理方法.pdfVIP

学兔兔 第36卷 第9期 仪 器 仪 表 学 报 V01．36 No．9 2015年9月 Chinese Journal of Scientific Instrument Sep．2015 基于能量变化率的气体超声波流量计 信号处理方法 沈子文 ，徐科军 ，方 敏 ，朱文姣 ，汪 伟 (1．合肥工业大学电气与自动化工程学院 合肥 230009； 2．工业自动化安徽省工程技术研究中心 合肥 230009) 摘 要：针对气体超声流量计信号处理中不易找到稳定的测量特征点的问题，提出了一种基于能量变化率的过零检测信 号处理方法，以及最优阈值参数的选取方法。基于能量变化率的过零检测信号处理方法首先求取能量变化率曲线上的 关键阈值点，然后回溯到原始波形信号上，找到对应的过零点，并以此作为信号的稳定特征点，进而求得信号的传播时间 及气体流量。在以FPGA和DSP为核心的气体超声流量计信号处理系统上实时实现了算法，并进行标定实验，实验结果 验证了方法的有效性。 关键词：超声波；传播时间；能量变化率；过零检测；数字信号处理 中图分类号：TH814．92 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：470．40 Rate of energy based signal processing method for ultrasonic gas flowmeter Shen Ziwen ，Xu Kejun 一，Fang Min ，Zhu Wenjiao ，Wang Wei ( ．School of Electrical and Automation Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China； 2．Engineering Technology Research Center of Industrial Automation，Anhui Province，Hefei 230009，China) Abstract：Aiming at the problem that it is difficult to find stable feature point in the signal processing of ultrasonic gas flowmeter， a zero—crossing detection signal processing method based on the rate of energy and a method for determining the optimum threshold parameter are proposed．Firstly，this zero—crossing detection signal processing method obtains the key threshold point on the rate of energy cuive，then traces back to the original waveform signal and obtains the correlated zero—crossing point，which is taken as the stable feature point of the signa1．Finally，the propagation time of the ultrasonic signal is calculated and the gas flow rate is meas— ured acc