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超聲波流量計多普勒原理的探討 

系統能夠完成對超聲波信號的發射和采集，基本能達到設計要求，由于實驗條件的限制，系統具體的精度指標還無法測出。最后文章給出了系統的改進意見。設計了一種基于現場可編程門陣列(FPGA)的非介入式高精度超聲波流量計,利用FPGA的可編程特性、很高的工作頻率及豐富的內部資源設計了包括高速計數器在內的數字信號處理模塊,提高了系統的可靠性及測量精度.實驗結果表明:超聲波流量計測量精度完全達到了設計要求.

超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表，它以使用方便、高精度等特點在工業生產、醫藥、石油、水資源等領域有著廣泛的應用，系統的測量精度是其最關鍵的參數。

首先，簡述了超聲波測量技術的發展歷程和現狀，對比了超聲波流量計與其它流量計的不同，分析了超聲波流量計的多種實現原理，然后給出了一種基于DSP的改進時差法的超聲波流量計方案。在超聲波發射和接收方面，系統采用了兩個探頭進行發射和接收的切換，并采用了一種間隙式多脈沖發射方案；接收并采集數據后利用軟件插值來提高時間分辨率，再用數字濾波來調整波形，采用相關算法進行數據的相關運算，從而計算出時延得到流速。具體計算出了系統在發射、采樣和插值等方面的參數。

系統的硬件組成包括超聲波發射和接收電路、中央時序控制、數字信號處理電路以及后端服務電路。軟件部分最主要是CPLD對整個系統時序控制的設計，以及用DSP來實現各種數字信號處理算法。采用MATLAB對數字濾波、相關算法進行了設計仿真。最后，給出了系統的改進意見。