2026. — Т 18. — № 1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://esj.today/46savn126.html

DOI: 10.15862/46SAVN126 (https://doi.org/10.15862/46SAVN126)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 996.1 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Алексеев, Д. П. Анализ методов построения огибающих ультразвукового сигнала / Д. П. Алексеев, А. С. Кубенин // Вестник Евразийской науки. — 2026. — Т 18. — № 1. — URL: https://esj.today/PDF/46SAVN126.pdf. — DOI: 10.15862/46SAVN126. (дата обращения: 27.05.2026).

Анализ методов построения огибающих ультразвукового сигнала

Алексеев Дмитрий Павлович
ООО «СовТИГаз», Москва, Россия
Главный специалист
E-mail: alekseev210@yandex.ru
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=687192

Кубенин Александр Сергеевич
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», Москва, Россия
Научно‑исследовательский институт механики
ФГБУ «Научно‑исследовательский институт строительной физики
Российской академии архитектуры и строительных наук», Москва, Россия
Ведущий научный сотрудник
Кандидат технических наук
E-mail: kube-n@mail.ru
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=935093

Аннотация. В статье рассматривается актуальная задача точного детектирования ультразвуковых сигналов в расходомерах природного газа. Поскольку зашумленность сигнала и искажения его формы влияют на погрешность измерения времени прохода волны, необходимо применение эффективных методов предобработки. Одним из ключевых подходов является построение огибающей сигнала, используемой для определения базовой точки при детектировании методом зеро-кроссинга. Целью работы стал сравнительный анализ пяти методов построения огибающей применительно к реальному сигналу с несущей частотой 122 кГц, полученному с пьезопреобразователя. Авторы исследовали методы, основанные на выделении модуля сигнала с фильтрацией нижних частот (ФНЧ), возведении в квадрат, использовании фильтра Гильберта, преобразовании Гильберта через БПФ, а также метод квадратурной демодуляции с гармоническими функциями. В результате экспериментов установлено влияние порядка фильтров, частоты среза и оконных функций на гладкость и точность результирующей кривой. Показано, что для данного типа сигнала использование фильтра Гильберта порядком не ниже 64 позволяет получить огибающую, близкую к идеальной. Однако наиболее предпочтительным с точки зрения простоты реализации и вычислительной эффективности признан метод выделения модуля сигнала с последующей ФНЧ, который показал высокую точность на восходящем участке первого горба, критичном для определения момента приема. Авторами также предложена аппроксимация огибающей гауссовой функцией для аналитического описания сигнала.

Ключевые слова: газоснабжение; ультразвуковой расходомер; огибающая сигнала; метод детектирования; цифровая обработка сигнала; сигнал; фильтр Гильберта; ФНЧ

Скачать