在超聲波流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用中，小流量狀態(tài)下超聲波信號的幅值比較穩(wěn)定，時(shí)間測量精確度較高。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)間測量精度受到嚴(yán)重影響，帶來測量誤差。
為了克服大流量下時(shí)間測量精確度低的問題，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技術(shù)和閾值檢測技術(shù)結(jié)合，獲取電子計(jì)時(shí)的時(shí)間。當(dāng)AIRMAR超聲波換能器信號的幅值超過設(shè)定的閾值時(shí)，此時(shí)通過過零檢測電路對信號的零點(diǎn)進(jìn)行檢測。當(dāng)AIRMAR超聲波換能器信號幅值達(dá)到并超過此閾值時(shí)，過零檢測電路開啟，通過檢測閾值后面的第一個(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，對同一個(gè)AIRMAR超聲波換能器接收到的流體靜態(tài)參考信號波形與動(dòng)態(tài)測量信號波形進(jìn)行相關(guān)算法波形匹配，通過偏移點(diǎn)的個(gè)數(shù)得到測量時(shí)間差值，新型相關(guān)算法時(shí)間測量原理見圖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超聲波信號順流傳播時(shí)間的測量為例對測量原理進(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接收到的信號波形為測量信號波形，波形函數(shù)為Y（t）。對于同一個(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)間測量數(shù)據(jù)分析
為了驗(yàn)證時(shí)間測量方法的準(zhǔn)確性，通過時(shí)間測量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，通過畫出時(shí)間測量的離散圖來進(jìn)一步判斷時(shí)間測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)間測量并進(jìn)行
數(shù)據(jù)分析，互相關(guān)測量方法的測量結(jié)果見圖2，傳統(tǒng)時(shí)間測量方法測量結(jié)果見圖3 由圖2、3對比可以看出，與傳統(tǒng)的時(shí)間測量方法相比，互相關(guān)測量方法有很高計(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)間測量技術(shù)在信號的抗干能力上有很大提高。
選取超聲波燃?xì)獗碇袔Ц蓴_信號的一組測量數(shù)據(jù)，通過MATLAB軟件對采用的計(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見圖4，帶噪聲的超聲波信號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?？梢钥闯?，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)差測量，具有很強(qiáng)的抗干擾性。