基恩士传感器回波信号怎样才算正常

基恩士传感器回波信号怎样才算正常
基恩士传感器的超声波换能器中心频率为200 k Hz左右, 所以根据采样定理采样频率应大于400 k Hz, 为了保证系统台阶识别的准确性实际应用中AD采样频率大于1 MHz即可实现台阶信号采集, 不需要采用较高的频率采集回波信号波形以各个波峰幅值。
基恩士传感器特征点一致性补偿
基恩士传感器采用TDC-GP22可以连续测量D1点后第3个、第4个和第5个波峰的下降沿过零点时间。
基恩士传感器为正常情况下的回波信号和阈值, 其中阈值与回波信号第1相交在波峰2, 3之间, 得到D1点, 则TDC-GP22可以分别测得波峰5、波峰6和波峰7的下降沿过零点时间t3、t2和t1, 取波峰6的下降沿过零点作为特征点D2, 到达特征点时间T为t2。
基恩士传感器自适应阈值法可以当前的台阶信号, 反映了回波信号各个波峰的大小, 将各个台阶幅值Ai (i=1, 2, 3…N, N为台阶数量) 与当前测量设置的阈值Pre_Tv1进行比较, 判断D1点所在位置。
基恩士传感器当阈值在波峰1, 2之间时, 若不进行特征点一致性补偿, 则特征点t2将会提前一个周期, 在波峰5下降沿的过零点处, 此时若要保证特征点一致则到达特征点时间应调整为t1;当阈值在波峰3, 4之间时, 若不进行特征点一致性补偿, 则特征点t2将会滞后一个周期, 在波峰7下降沿的过零点处, 此时若要保证特征点一致则到达特征点时间应调整为t3。综上所述, 到达特征点时间T应根据阈值所在位置选取为:
基恩士传感器达特征点时间, 从而计算渡越时间。相比于单阈值法, 双阈值法一定程度上提高了流量计的准确性, 然而超声回波信号在传播时易受到温度、压力以及换能器特性的影响, 导致双阈值法在一定工况下特征点产生错误判断。针对此问题, 提出了一种自适应的双阈值方法并设计硬件电路。该方法可在较低的采样频率下获得回波信号各个波峰幅值, 实时更新阈值, 判断特征点是否一致并进行自动补偿, 从而提高渡越时间的测量精度。终实验结果表明, 与传统双阈值法相比该方法具有较好的适应性和计量特性。
基恩士传感器常用的测量方法有多普勒法, 互相关法和传播速度差法等, 其中传播速度差法又可以分为时差法、相位差法以及频差法[1]。时差法在超声波流量计中应用广泛, 该方法要求准确测量超声波在管道内上下游传播的渡越时间, 常用的渡越时间测量方法有互相关法、曲线拟合法和双阈值法等。互相关法的测量精度很大程度上依赖采样频率和信噪比[2], 因此提高采样频率可以提高互相关法测量渡越时间的精度。曲线拟合法一般采用遗传算法或蚁群算法建立回波信号模型, 计算得到渡越时间[3], 但需要较长的计算时间和较高的采样频率。双阈值法通过测量回波信号特征点的时间来确定渡越时间, 常见的双阈值法有固定阈值法[4]和比例阈值法[5]。双阈值法测量时所确定的特征点不一致会影响流量计的测量精度。因此文献[6]提出了一种基于双阈值的相似判断法, 进行回波信号波形采集, 通过小均方误差判断特征点一致性