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深圳市迅昇科技有限公司
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阅读：54发布时间：2023-2-27
声波具有良好的透气性和耐腐蚀性。广泛应用于超声测距、超声无损检测、超声流量计等工业领域。超声信号从发射机传输到接收器的时间定义为飞行时间。TOP包含大量信息，如TOP反映距离测量和超声流量计中的距离和流量信息。因此，超声波TOP是超声应用中的关键技术。据我们所知，超声流量计应用中的TOP测量方法通常可分为三类。
超声波流量计
类包括阈值检测方法。例如，开发了动态阈值法、双阈值法和可变比率阈值法来确定TOP。这些阈值方法是的方法。但它们很容易受到噪声的干扰。此外，这些检测方法是基于超声波信号上升边缘的范围特性。因此，它们的性能受波形变化的影响。
第二类包括各种相关方法。这些方法首先应用于雷达领域，然后在1981年引入测量。计算两个接收信号之间的相关函数，然后产生峰值，即时移动并映射两个信号之间的时差。后来，为确定提出了调频激励、相位相关方法、正弦拟合技术等更好的相关方法。相关方法受噪声影响较小，但其准确性仍受采样率的限制。另一个缺点是参考波难以根据不同的应用条件实时更新，导致顶部偏差检测。
第三类包括基于波形拟合的估计方法。在这些方法中，首先选择合理的超声波接收信号体验模型，然后使用有效算法拟合接收到的超声波信号获得。这些方法不仅提供高测量精度，而且具有较强的抗力。然而，它们需要大量的计算，这需要高成本的数字信号处理，并降低实时性能。
因此，本文在前人的基础上，提出了基于超声信号波动的简单易行飞行时间确定方法。该方法包括寻找超声信号开始检测(USO)的一般位置两部分，并在多个获得时间值中确定TOP。在步中，将接收到的信号分为多个部分，并根据标准化的频率和能量倍数将每个部分识别为超声波信号或噪声信号。USO的一般位置可以通过分析和分类结果来确定。第二步，根据USO与零交叉时间值的关系，选择固定的零交叉时间值作为TOP。该方法对波形变化不敏感，因为在分类过程中只使用每个部分的信息。
本研究提出的新方法与之前建立的方法的区别在于，新方法检测到的顶部仅依赖于当前测量中超声信号的分析，而不依赖于之前方法中的两个连续测量信号。其性能不受波形相似性的限制，易于实现和应用于嵌入式系统。
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