在超聲波流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用中，小流量狀態(tài)下超聲波信號(hào)的幅值比較穩(wěn)定，時(shí)間測(cè)量精確度較高。但是，在大流量下受到氣流以及外界因素的影響，造成超聲波流量計(jì)的時(shí)間測(cè)量精度受到嚴(yán)重影響，帶來測(cè)量誤差。
為了克服大流量下時(shí)間測(cè)量精確度低的問題，把閾值法與互相關(guān)算法相結(jié)合，可提高超聲波燃?xì)獗頃r(shí)間測(cè)量的精確度以及抗干擾能力。
（1）閾值法
閾值法就是通過過零檢測(cè)技術(shù)和閾值檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，獲取電子計(jì)時(shí)的時(shí)間。當(dāng)AIRMAR超聲波換能器信號(hào)的幅值超過設(shè)定的閾值時(shí)，此時(shí)通過過零檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)的零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)AIRMAR超聲波換能器信號(hào)幅值達(dá)到并超過此閾值時(shí)，過零檢測(cè)電路開啟，通過檢測(cè)閾值后面的第一個(gè)過零點(diǎn)，就可以獲取超聲波的渡越時(shí)間。
   （2）互相關(guān)算法
互相關(guān)算法主要依據(jù)卷積定理，對(duì)同一個(gè)AIRMAR超聲波換能器接收到的流體靜態(tài)參考信號(hào)波形與動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)波形進(jìn)行相關(guān)算法波形匹配，通過偏移點(diǎn)的個(gè)數(shù)得到測(cè)量時(shí)間差值，新型相關(guān)算法時(shí)間測(cè)量原理見圖1。 AT200超聲波換能器A作為發(fā)射端，AT200超聲波換能器B作為接收端，以AT200超聲波信號(hào)順流傳播時(shí)間的測(cè)量為例對(duì)測(cè)量原理進(jìn)行說明。首先，在流體靜止?fàn)顟B(tài)下AT200超聲波換能器B存儲(chǔ)靜止?fàn)顟B(tài)下的接收波形作為參考信號(hào)波形，波形函數(shù)為X（t）。當(dāng)燃?xì)饬鲃?dòng)時(shí)，AT200超聲波換能器B接收到的信號(hào)波形為測(cè)量信號(hào)波形，波形函數(shù)為Y（t）。對(duì)于同一個(gè)AT200超聲波換能器B來說，兩種流體狀態(tài)下，接收到的兩個(gè)AT200超聲波信號(hào)波形非常相似，只是時(shí)間上的延遲。由互相關(guān)算法理論可知，函數(shù)X（t）與Y（t）滿足相關(guān)函數(shù)條件，兩個(gè)波形之間的相關(guān)函數(shù)為： （3）時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)分析
為了驗(yàn)證時(shí)間測(cè)量方法的準(zhǔn)確性，通過時(shí)間測(cè)量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，通過畫出時(shí)間測(cè)量的離散圖來進(jìn)一步判斷時(shí)間測(cè)量方法的可靠性及抗干擾能力。在選取流量點(diǎn)下，進(jìn)行時(shí)間測(cè)量并進(jìn)行
數(shù)據(jù)分析，互相關(guān)測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果見圖2，傳統(tǒng)時(shí)間測(cè)量方法測(cè)量結(jié)果見圖3 由圖2、3對(duì)比可以看出，與傳統(tǒng)的時(shí)間測(cè)量方法相比，互相關(guān)測(cè)量方法有很高計(jì)量精度和很強(qiáng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，選用的互相關(guān)算法的時(shí)間測(cè)量技術(shù)在信號(hào)的抗干能力上有很大提高。
選取超聲波燃?xì)獗碇袔Ц蓴_信號(hào)的一組測(cè)量數(shù)據(jù)，通過MATLAB軟件對(duì)采用的計(jì)時(shí)技術(shù)抗干擾能力進(jìn)行進(jìn)一步判斷。帶噪聲的超聲波信號(hào)見圖4，帶噪聲的超聲波信號(hào)與參考波形的匹配結(jié)果見圖5。

由圖4、5可以看出，帶有高頻的干擾信號(hào)并未影響到互相關(guān)匹配的計(jì)算，最大相關(guān)區(qū)域?qū)?yīng)的時(shí)間軸位置不變，參考點(diǎn)的位置沒有改變。即渡越時(shí)間計(jì)算結(jié)果與無噪聲情況相同。可以看出，互相關(guān)算法在抗干擾能力方面有很大的優(yōu)點(diǎn)，在高頻信噪比情況下依然能實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)差測(cè)量，具有很強(qiáng)的抗干擾性。