基于傳播時間法的時差式超聲流量計設計

　　接收信號中并不是只有從T1到T2在液體中傳播的聲信號，還有T1到T2沿管壁傳播的聲信號。在獲得精確計時點時，較高的信號過電平比較器后送出的第一個脈沖對測量是不必要的。因此，在做數字信號處理的時候，只能把電平比較器送出的第一個脈沖放行，其他信號將被信號門過濾掉。不同管徑的輸液管道，聲信號的傳播時間是不同的。因此，信號門的位置也不同。本設計中采用了信號門計數器，用數據裝訂的辦法改變信號門的位置。從總框圖中可以看到，信號門電路是由可預置的同步計數器、RS觸發器等電路組成。由發射同步信號觸發RS觸發器置0，封鎖其后的脈沖，然后由計數器的進位脈沖在信號到來之前將RS觸發器置1，開門等待接收信號，如圖4所示。

　　計時電路

　　計時電路是由時間計數器、計次計數器、RS觸發器和與門等電路組成。發射同步信號是計時、計次的核心。如圖5所示，第一個發射同步信號是由計算機通過“計4”發出的，經過或門觸發器單穩1得到的發射同步信號觸發器RS觸發器，使其變為1狀態，打開與門，使時鐘通過，時間計數器計時開始。以后的發射都是由接收機收到的信號觸發，這時流量計進入“環鳴”狀態。每發射一次，計數器的數值都要加1。當計數值達到N+1時(實際上只有N次測量)，計次計數器發出一個進位信號，使RS觸發器置于零狀態，封鎖與門，時間計數器停止計數。利用這個進位脈沖還把測得的時間存放到數據鎖存器中。

　　在RS觸發器零狀態期間，計算機要做以下工作：發“計1”信號，讀取“正程”計時數據;發“計2”信號，讀取漏計時數據;送收發轉換信號“計3”，使流量計從“正程”工作狀態轉為“逆程”工作狀態。做完之后，計算機還要發“計4”信號把N值重新裝載到測次計數器中，使進位脈沖下跳歸零，同“正程”一樣，又進入“逆程”的“環鳴”測時過程。

　　在“環鳴”過程中，是不希望由于某種意外使“環鳴”中斷的。如果發生這種情況，儀器應該能夠自動恢復到“環鳴”狀態中。否則，流量計將“死機”。這個恢復系統由漏收計數器、漏收計次器、單穩1等電路組成。漏收計時器是一個可預置的同步計數器。計數器記到全1之后，將發出進位脈沖。計數器裝訂的數值應大于“環鳴”周期，例如選在1.5倍。這個進位脈沖一路送到或門去觸發單穩1，使丟失的發射同步信號重新出現;另一路送到漏收計次器，記下對計時無用的漏計時間。在正常情況下，由于漏收計時器的計數長度比環鳴周期長，所以漏收計時器不會有進位脈沖輸出，只有在接收機沒有收到信號的情況下，才會有進位脈沖輸出。

　　結語

　　該套儀表進行了多次試驗，保證了潛艇航行中各項指令的正確執行，設備先進可靠，安裝在潛艇上均衡注、排水量和移水量一目了然，其精度更高，抗干擾能力更強。