基于回波波形积分的气体超声流量计信号处理方法

陈洁; 杨浩男; 李斌

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2025.11.07

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计量学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (11) : 1598-1605. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2025.11.07

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基于回波波形积分的气体超声流量计信号处理方法

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Signal Processing Method for Gas Ultrasonic Flowmeter Based on Echo Waveform Integration

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摘要

针对气体超声波流量计信号处理中难以找到稳定的测量特征点的问题，通过模型推导和实流验证，研究构建了一种基于回波波形积分的信号处理方法。该方法利用回波波形上半周期的各采样点求取回波波形能量，通过求取采样点累积能量找到最接近阈值的2个采样点，得到特征点，从而计算超声波渡越时间及气体流量。在基于STM32的双核心系统上实时完成该信号处理方法，并在国家认可的检测机构浙江迪元仪表有限公司进行标定实验，结果表明：基于回波波形积分的信号处理方法的超声波流量计达到1.0级准确度。

Abstract

To address the challenge of identifying stable measurement feature points in the signal processing of gas ultrasonic flow meters， a signal processing method based on echo waveform integration was developed and validated through model derivation and real flow verification. This method utilized each sampling point in the upper half-cycle of the echo waveform to determine the energy of the echo waveform. By calculating the cumulative energy of the sampling points， the two sampling points closest to the threshold were identified， and the characteristic points were determined. This allowed for the calculation of the ultrasonic transit time and the gas flow rate. The signal processing method was implemented in real-time on a dual-core system based on STM32， and calibration experiments were conducted at nationally recognized testing institutions. The results demonstrated that the ultrasonic flowmeter based on the echo waveform integration method achieved a measurement accuracy of 1.0 level.

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陈洁, 杨浩男, 李斌. 基于回波波形积分的气体超声流量计信号处理方法[J]. 计量学报. 2025, 46(11): 1598-1605 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.11.07

CHEN Jie, YANG Haonan, LI Bin. Signal Processing Method for Gas Ultrasonic Flowmeter Based on Echo Waveform Integration[J]. Acta Metrologica Sinica. 2025, 46(11): 1598-1605 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.11.07

中图分类号： TB937

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