环鸣法要解决的几个重要问题

精确捕捉计时点

新测量方法用具有半个周期的正弦脉冲去激励换能器。由于换能器是一个窄带系统,在电脉冲的激励下,发射和接收的声信号都是较短的、有正弦填充的、具有钟形包络的脉冲信号,如图3所示。本文选用冲击信号作发射源,信号持续时间短,因此比较适合细管径的输液管道测量。

正弦函数在过零点处斜率最大。如果把回波的某个正弦周期的过零点检测出来,回波时间的测量精度将极大提高。从总方框图可知,过零点的检测电路是由过零比较器、电平比较器、单稳2电路和与门电路等组成。其波形和信号之间的逻辑关系在图3中可以清楚地看到。

从图3可以看出,得到这个计时点立刻触发单稳1电路以获得发射同步信号。

信号门

接收信号中并不是只有从T1到T2在液体中传播的声信号,还有T1到T2沿管壁传播的声信号。在获得精确计时点时,较高的信号过电平比较器后送出的第一个脉冲对测量是不必要的。因此,在做数字信号处理的时候,只能把电平比较器送出的第一个脉冲放行,其他信号将被信号门过滤掉。不同管径的输液管道,声信号的传播时间是不同的。因此,信号门的位置也不同。本设计中采用了信号门计数器,用数据装订的办法改变信号门的位置。从总框图中可以看到,信号门电路是由可预置的同步计数器、RS触发器等电路组成。由发射同步信号触发RS触发器置 0,封锁其后的脉冲,然后由计数器的进位脉冲在信号到来之前将RS触发器置1,开门等待接收信号,如图4所示。