ТАБЛИЧНЫЙ АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДИСКРЕТНОЙ ВЗАИМНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ РАСХОДОМЕРА

С.И. Герасимов, В.Д. Глушнев
DOI: 10.25699/SSSB.2021.40.6.012 Download PDF
Аннотация: Корреляционная обработка сигналов как частный случай использования цифровой обработки данных, получаемых с акустических датчиков, находит широкое применение в современных ультразвуковых расходомерах жидкости и газа. К ним можно отнести как непосредственно корреляционные меточные расходомеры, так и расходомеры преимущественно времяимпульсного или время-пролетного типов, где корреляционная обработка акустических сигналов является дополнением к общему методу измерения объемного расхода жидкости и газа. Применение корреляционной обработки позволяет повысить разрешающую способность расходомера в целом и обеспечить выделение полезного сигнала на фоне присутствия шумов с высокой степенью достоверности. В статье описан способ вычисления дискретных корреляционных функций на основе обобщенного определения дискретной корреляционной функции через свертку дискретизированных сигналов с выходов датчиков потока. Суть данного метода сводится к вычислению набора значений кумулятивных произведений отсчетов зондирующих сигналов, взятых с разным шагом в зависимости от общего количества отсчетов сигналов и предполагаемого числа значений корреляционной функции. Полученный набор значений оформляется в виде двумерного массива или матрицы, однако для большего понимания его можно представить как таблицу. Результаты суммы отдельных элементов этой таблицы или матрицы, выбранных согласно установленному правилу, и будут являться конечными значениями взаимной корреляционной функции акустических сигналов. В рамках работы составлены непосредственно алгоритм вычисления дискретной корреляционной функции в соответствии с рассмотренным методом расчета корреляционной функции, приведены примеры вычисления программным способом взаимной и автокорреляционной функций акустических сигналов, приближенных по своим свойствам к сигналам реальных ультразвуковых расходомеров. Предложенный вариант расчета дискретных корреляционных функций может быть применен в энергоэффективных вычислительных модулях расходомеров, предназначенных для длительной эксплуатации от источника автономного питания, обладающих низкой производительностью.
Ключевые слова: ультразвук, корреляционная функция, цифровая обработка сигналов, ЦОС, время распространения.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство