WO2019221629A1 - Method and device for determining the arrival time of a pulse - Google Patents

Method and device for determining the arrival time of a pulse Download PDF

Info

Publication number
WO2019221629A1
WO2019221629A1 PCT/RU2018/000308 RU2018000308W WO2019221629A1 WO 2019221629 A1 WO2019221629 A1 WO 2019221629A1 RU 2018000308 W RU2018000308 W RU 2018000308W WO 2019221629 A1 WO2019221629 A1 WO 2019221629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
analyzed
sine
received
frequency
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000308
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Михайлович ГЛУХОВСКИЙ
Сергей Васильевич ИВЛЕВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д"
Priority to RU2019123618A priority Critical patent/RU2719277C1/en
Priority to PCT/RU2018/000308 priority patent/WO2019221629A1/en
Publication of WO2019221629A1 publication Critical patent/WO2019221629A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H5/00—Measuring propagation velocity of ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. of pressure waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor

Definitions

  • the claimed solution relates to measuring equipment, in particular to a device and method for determining the time of arrival of an impulse by measuring the parameters of sound and other waves, and can be used in the field of echo location, ultrasonic positioning, in problems of changing flow rates of liquids or gases (ultrasonic flow meters) , Ultrasonic inspection.
  • this method can be used to determine the time of arrival of an EM pulse or other wave with the smallest dispersion, for example, in problems of accurate measurement of time between receptions (and / or packages) of signal portions (pulse beams or waves) or in problems of wireless synchronization , timing, gating over long distances and EM positioning.
  • the prior art there are many solutions aimed at determining the time of arrival of the pulse.
  • the closest analogue to the claimed solution is a device for compensating the measurement error of an ultrasonic level gauge described in patent RU 2 470 267 C1, publ. 12/20/2012, made with the possibility of measuring the time interval between the emitted and received signals.
  • the disadvantages of the known device is the design complexity, as well as low accuracy of measuring the time of arrival of the signal and low noise immunity.
  • the technical problem is to create a device and method that provides higher accuracy in determining the time of arrival of the pulse and with the smallest dispersion, as well as providing higher repeatability and noise immunity to reflected waves due to the fast obtaining of the reference point on the first front of the envelope pulses regardless of the phase of the received signal to a noticeable effect of reflected waves.
  • the technical result is to increase the accuracy, repeatability and speed of determining the time of the received signal regardless of its phase, as well as reducing the requirements for computing resources.
  • a method for determining the time of arrival of the signal containing stages in which: generate using emitter a signal with a given finite number of wave periods (several pulses); receive the generated signal using the receiver, digitize and determine the envelope of the amplitude (amplitude modulating function) of the signal at each sampling point (sampling); determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; Based on the analyzed signal, the signal arrival time is determined.
  • a device for determining the time of arrival of pulses comprising: a data processing device including a band-pass filter, sine, cosine filters, multipliers (for squaring the signals from the outputs of the sine and cosine filters) and an adder; receiver; ADC; clock generator.
  • the output of the receiver is connected via an ADC to a bandpass filter, to the output of which a sine and cosine filters are connected in parallel, the outputs of the sine and cosine filters are connected to the adder via multipliers (for squaring), while the data processing device is configured to: determine the envelope of the signal amplitude in each sampling point; determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the pulses.
  • FIG. 1a, 16 is a diagram of a device for determining the time of a received signal or the time between sending and receiving signals;
  • FIG. 2 voltage waveform supplied to the emitter (converter);
  • FIG. 3 the form of the signal received by the receiver;
  • FIG. 4 - a form of the analyzed signal.
  • FIG. 1a shows a simplified technical diagram of a device for determining the time of a received signal that implements a method for determining the time of arrival of a signal, as well as a method for determining the time between sending and receiving a signal.
  • an example of a device for determining the time of arrival of pulses contains a receiving part: a data processing device 1, including a band-pass filter 7, sine 8 and cosine 9 filters, multipliers and adder 10; receiver 4; ADC 5; clock generator 6; the output of the receiver 4 is connected through an ADC 5 to a band-pass filter 7, the output of which is connected in parallel with a sine 8 and cosine 9 filters, the outputs of the sine 8 and cosine 9 filters are connected to the adder 10 through multipliers for squaring, while the data processing device is configured to : determine the envelope of the signal amplitude; determine the analyzed signal based on the square of the envelope of the amplitude of the received signal (presented at the output of the adder 10), and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal between the arrivals of the portions of the signal.
  • a data processing device including a band-pass filter 7, sine 8 and cosine
  • the device may include a transmitting part: voltage generator 2, signal emitter 3, and the output of the processing device data 1 of the receiving part in this case is connected to the input of the voltage generator 2 of the transmitting part, the output of which is connected to the emitter 3 of the signal, due to this connection of the receiving and transmitting parts of the data processing device Relatively endowed with the ability to determine or set the start of transmission and determine the time between sending and receiving a signal using timer 11, which is endowed with data processing device 1 or installed between data processing device 1 and voltage generator 2.
  • Clock signal generator 6, clocked by the ADC 5 of the receiving part, can be connected to a voltage generator 2 transmitting parts for more accurate synchronous reception.
  • the data processing device 1 is implemented on the basis of at least one processor or microcontroller and, in accordance with the software algorithm embedded in it or by a command received at the input of the data processing device 1, sends control signals to a voltage generator 2, which, in accordance with the received signals, delivers voltage to the signal emitter 3 to generate a signal with a given number of wave periods.
  • An example of the waveform of the voltage supplied to the emitter is shown in FIG. 2. In this case, the proposed characteristic model of the waveform for ease of understanding of this method is depicted so that its envelope is close to the shape of the sine
  • emitters of signal 3 various types can be used, for example, ultrasonic (ultrasound) emitters, electromagnetic (EM) emitters, etc., respectively, depending on the emitter used the signal it generates will be a beam consisting of at least one
  • the signal generated by emitter 3 is fed to receiver 4 and digitized by ADC 5.
  • the signal received by receiver 4 can be digitized in synchronism with the emitted signal at a frequency that ensures restoration of the signal with a given (defined) carrier frequency, for example, equal to four times the carrier frequency.
  • the coefficients of the sine and cosine filters take integer values from the series [-1, 0, 1] and the calculation operations are greatly simplified, however, the digitizing conditions can be chosen by others.
  • An example of the waveform received by the receiver for simplicity of understanding the method is presented in FIG. 3.
  • the synchronization in the operation of voltage generator 2 and ADC 5 is provided by a clock signal generator 6.
  • the digitized signal is fed to a band-pass filter 7, which provides signal filtering to increase the signal-to-noise ratio, after which the analyzed signal is determined as proportional by means of data processing device 1 power of the received signal in real time and on the basis of the analyzed signal, the time of arrival of the signal is determined.
  • the peak solution is not used in the claimed solution, unlike the solution described in RU 2 470 267 C1. Therefore, interference and interference to the received signal arising from the operation of the peak detector are eliminated, and the speed of the device is also increased.
  • the data of the analyzed signal proportional power
  • a pair of quadrature signal components with a phase shift of 90 degrees is extracted.
  • These filters function as a quadrature transducer and emit a quasure (sinus) Xsin and in-phase (cosine)
  • the 8 and cosine 9 filters are sequences describing one or more complete periods of sine and cosine, respectively, and determine (set) the frequency of the program cosine-sine reference generator 12 (Fig. 16), and the reference frequency of this generator is equal to the carrier frequency of the received signal.
  • the filtering process with a sine 8 and cosine 9 FIR filters is the multiplication of the received signal of a given frequency by signals from a cosine-sine reference generator of the same frequency.
  • the received signals Xsin (n) and Xcos (n) form perfectly Hilbert-conjugated sequences (with a phase shift of exactly 90 degrees), which allows you to accurately calculate the envelope of the amplitude of the received signal at any point, regardless of the phase of the received signal.
  • the filtered signals Xsin (n) and Xcos (n) are fed to a data processing device 1, which, using multipliers and an adder, determines the signal under study (analyzed) by the formula:
  • V (n) is the envelope of the signal
  • Xsin (n) is the filtered signal with the Fsin filter
  • Xcos (n) is the filtered signal with the Fcos filter.
  • the data processing device 1 selects in the area with the maximum steepness of the front of the investigated signal at the inflection point (extremum of the derivative).
  • the inflection point arrives earlier than the local extremum, so extraneous reflected waves have less effect on the shape of the curve.
  • the derivative is maximum, therefore, the accuracy of its calculation is significantly higher than the extremum, where the derivative is zero.
  • the wave power is proportional to the square of its amplitude, therefore, the analyzed signal in the physical sense is proportional to the power of the received signal. This method gives a minimum error in the allocation of the reference time coordinate. Due to the steep front of the signal under study (the square of the envelope of the signal amplitude), any error in the coordinate axis leads to a significantly smaller error in the time axis.
  • FIG. Figure 4 shows an example of the shape of the analyzed signal to determine the point of maximum steepness of the front of the investigated signal, where n are sampling times, ton is the calculated reference time coordinate, P 'max is the value of the signal (power) at the point of maximum derivative calculated by interpolation, t is the time axis, P is the signal power axis.
  • cubic interpolation is constructed at four points n, n + l, n + 2, n + 3.
  • the choice of cubic interpolation is justified by the simplicity of calculating the point of the front of the envelope of the incoming wave.
  • the inflection points t on (maximum derivative) of the front of the signal under investigation are considered the reference coordinate of the received signal.
  • This method of determining the reference coordinate of the signal has a relatively high repeatability, as well as low requirements for computing resources and allows you to get the accuracy of determining the time of arrival of the pulse is significantly greater than the interval between sampling times.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

The claimed solution relates to measuring technology, in particular to a device and a method for determining the arrival time of a pulse by measuring the parameters of sonic waves and other waves, and can be used in the field of echo sounding, ultrasonic positioning, in tasks involving measuring the flow velocities of liquids or gases (ultrasonic flow meters) and ultrasonic flaw detection. The technical result is an increase in the accuracy, repeatability and speed of determining the time of a signal being received, independently of the phase thereof, and also a reduction in the requirements for computing resources. To achieve said technical result, a method has been developed for determining the arrival time of a signal, said method comprising the steps of: generating a signal with a specified finite number of wave periods (a plurality of pulses) with the aid of an emitter; receiving the generated signal with the aid of a receiver, digitizing said signal and determining the amplitude envelope (amplitude modulation function) of the signal at each sampling (quantization) point; determining the signal for examination on the basis of the amplitude envelope of the received signal, wherein the signal for examination is proportional to the power of the signal being received; determining the arrival time of the signal on the basis of the signal for examination. A device for carrying out said method has also been developed.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПРИХОДА ИМПУЛЬСА  METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING PULSE ARRIVAL TIME
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Заявленное решение относится к измерительной технике, в частности к устройству и способу определения времени прихода импульса путем измерения параметров звуковых и прочих волн, и может быть использовано в области эхо-локации, УЗ позиционирования, в задачах изменения скоростей потока жидкостей или газов (УЗ расходомеров), УЗ дефектоскопии. По аналогии с УЗ, данный способ может применяться для определения времени прихода импульса ЭМ или прочей волны с наименьшей дисперсией, например, в задачах точного измерения времени между приёмами (и/или посылками) порций сигнала (пучков импульсов или волн) или в задачах беспроводной синхронизации, тактирования, стробирования на дальних расстояниях и ЭМ позиционирования.  The claimed solution relates to measuring equipment, in particular to a device and method for determining the time of arrival of an impulse by measuring the parameters of sound and other waves, and can be used in the field of echo location, ultrasonic positioning, in problems of changing flow rates of liquids or gases (ultrasonic flow meters) , Ultrasonic inspection. By analogy with ultrasound, this method can be used to determine the time of arrival of an EM pulse or other wave with the smallest dispersion, for example, in problems of accurate measurement of time between receptions (and / or packages) of signal portions (pulse beams or waves) or in problems of wireless synchronization , timing, gating over long distances and EM positioning.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND
Из уровня техники известно множество решений, направленных на определения времени прихода импульса. Наиболее близким аналогом к заявленном решению являются устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового уровнемера, описанное в патенте RU 2 470 267 С1, опубл. 20.12.2012, выполненное с возможностью измерения временного интервала между излученным и принятым сигналами. Недостатками известного устройства является сложность конструкции, а также низкая точность измерения времени прихода сигнала и низкая помехозащищенность.  The prior art there are many solutions aimed at determining the time of arrival of the pulse. The closest analogue to the claimed solution is a device for compensating the measurement error of an ultrasonic level gauge described in patent RU 2 470 267 C1, publ. 12/20/2012, made with the possibility of measuring the time interval between the emitted and received signals. The disadvantages of the known device is the design complexity, as well as low accuracy of measuring the time of arrival of the signal and low noise immunity.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ  SUMMARY OF THE INVENTION
Технической задачей, на решение которой направленно заявленное решение, является создание устройства и способа, обеспечивающих более высокую точность определения времени прихода импульса и с наименьшей дисперсией, а также обеспечивающих более высокую повторяемость и помехоустойчивость к отраженным волнам за счёт быстрого получения опорной точки на первом фронте огибающей импульсов не зависимо от фазы принятого сигнала до заметного влияния отраженных волн.  The technical problem, the solution of which the stated solution is directed, is to create a device and method that provides higher accuracy in determining the time of arrival of the pulse and with the smallest dispersion, as well as providing higher repeatability and noise immunity to reflected waves due to the fast obtaining of the reference point on the first front of the envelope pulses regardless of the phase of the received signal to a noticeable effect of reflected waves.
Техническим результатом является повышение точности, повторяемости и скорости определения времени принимаемого сигнала не зависимо от его фазы, а также снижение требований к вычислительным ресурсам.  The technical result is to increase the accuracy, repeatability and speed of determining the time of the received signal regardless of its phase, as well as reducing the requirements for computing resources.
Для достижения указанного технического результат разработан способ определения времени прихода сигнала, содержащий этапы, на которых: генерируют с помощью излучателя сигнал с заданным конечным количеством периодов волн (несколько импульсов); принимают с помощью приемника сгенерированный сигнал, оцифровывают и определяют огибающую амплитуды (амплитудную модулирующую функцию) сигнала в каждой точке семплирования (дискретизации); определяют анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; на основе анализруемого сигнала определяют время прихода сигнала. To achieve the specified technical result, a method has been developed for determining the time of arrival of the signal, containing stages in which: generate using emitter a signal with a given finite number of wave periods (several pulses); receive the generated signal using the receiver, digitize and determine the envelope of the amplitude (amplitude modulating function) of the signal at each sampling point (sampling); determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; Based on the analyzed signal, the signal arrival time is determined.
Также разработано устройство определения времени прихода импульсов, содержащее: устройство обработки данных, включающее полосовой фильтр, синусный, косинусный фильтры, умножители (для возведения в квадрат сигналов с выходов синусного и косинусного фильров) и сумматор; приемник; АЦП; генератор тактового сигнала. Выход приемника соединен через АЦП с полосовым фильтром, к выходу которого параллельно подключены синусный и косинусный фильтры, выходы синусного и косинусного фильтров соединены с сумматором через умножители (для возведения в квадрат), при этом устройсво обработки данных выполнено с возможностью: определять огибающую амплитуды сигнала в каждой точке семплирования; определять анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; и на основе анализруемого сигнала определять время прихода импульсов.  Also developed is a device for determining the time of arrival of pulses, comprising: a data processing device including a band-pass filter, sine, cosine filters, multipliers (for squaring the signals from the outputs of the sine and cosine filters) and an adder; receiver; ADC; clock generator. The output of the receiver is connected via an ADC to a bandpass filter, to the output of which a sine and cosine filters are connected in parallel, the outputs of the sine and cosine filters are connected to the adder via multipliers (for squaring), while the data processing device is configured to: determine the envelope of the signal amplitude in each sampling point; determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the pulses.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Для лучшего представления и понимания сущности изобретения далее будет сделана ссылка, лишь в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых изображены:  For a better presentation and understanding of the invention, reference will hereinafter be made, by way of example only, to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1а, 16— схема устройства определения времени принимаемого сигнала или времени между посылкой и приёмом сигналов;  FIG. 1a, 16 is a diagram of a device for determining the time of a received signal or the time between sending and receiving signals;
фиг. 2 - форма сигнала напряжения, подаваемая на излучатель (преобразователь); фиг. 3 - форма принимаемого приемником сигнала;  FIG. 2 - voltage waveform supplied to the emitter (converter); FIG. 3 - the form of the signal received by the receiver;
фиг. 4 - форма анализируемого сигнала.  FIG. 4 - a form of the analyzed signal.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ  DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Пример реализации заявленного решения далее подробно будет описан со ссылкой на фиг. 1а, на котором представлена упрощенная техническая схема устройства определения времени принимаемого сигнала, реализующего способ определения времени прихода сигнала, а также способ определения времеми между посылкой и приемом сигнала.  An example implementation of the claimed solution will now be described in detail with reference to FIG. 1a, which shows a simplified technical diagram of a device for determining the time of a received signal that implements a method for determining the time of arrival of a signal, as well as a method for determining the time between sending and receiving a signal.
В соответствии с приведенным на фиг. 1а примером устройство определения времени прихода импульсов содержит приёмную часть: устройство обработки данных 1, включающее полосовой фильтр 7, синусный 8 и косинусный 9 фильтры, умножители и сумматор 10; приемник 4; АЦП 5; генератор тактового сигнала 6; выход приемника 4 соединен через АЦП 5 с полосовым фильтром 7, к выходу которого параллельно подключены синусный 8 и косинусный 9 фильтры, выходы синусного 8 и косинусного 9 фильтров подключенны к сумматору 10 через умножители для возведения в квадрат, при этом устройсво обработки данных выполнено с возможностью: определять огибающую амплитуды сигнала; определять анализируемый сигнал на основе квадрата огибающей амплитуды принятого сигнала (представлен на выходе сумматора 10), причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; и на основе анализруемого сигнала определять время прихода сигнала и между приходами порций сигнала. In accordance with FIG. 1a, an example of a device for determining the time of arrival of pulses contains a receiving part: a data processing device 1, including a band-pass filter 7, sine 8 and cosine 9 filters, multipliers and adder 10; receiver 4; ADC 5; clock generator 6; the output of the receiver 4 is connected through an ADC 5 to a band-pass filter 7, the output of which is connected in parallel with a sine 8 and cosine 9 filters, the outputs of the sine 8 and cosine 9 filters are connected to the adder 10 through multipliers for squaring, while the data processing device is configured to : determine the envelope of the signal amplitude; determine the analyzed signal based on the square of the envelope of the amplitude of the received signal (presented at the output of the adder 10), and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal between the arrivals of the portions of the signal.
Для определения времени между посылкой и приходом (приёмом) сигнала в частности для УЗ волны и других волн в случаях, когда измеряемый интервал времени больше интервала между отсчетами АЦП, устройство может содержать передающую часть: генератор напряжения 2, излучатель сигнала 3, причем выход устройства обработки данных 1 приёмной части в таком случае соединен со входом генератора напряжения 2 передающей части, выход которого соединен с излучателем 3 сигнала, благодаря этой связи приёмной и передающей части устройсво обработки данных дополнительно наделено возможностью определять или задавать начало передачи и определять время между посылкой и приходом сигнала с помощью таймера 11, которым наделено устройство обработки данных 1 или установленного между устройством обработки данных 1 и генератором напряжения 2. Генератор тактового сигнала 6, тактирующий АЦП 5 приёмной части, может быть соединен с генератором напряжения 2 передающёй части для более точного синхронного приёма. Устройство обработки данных 1 реализовано на базе по меньшей мере одного процессора или микроконтроллера и в соответствии с заложенным в него программным алгоритмом или по команде, поступившей на вход устройства обработки данных 1 , направляет сигналы управления на генератор напряжения 2, который в соответствии с полученными сигналами подает напряжение на излучатель сигнала 3 для генерирования сигнала с заданным количеством периодов волн. Пример формы сигнала напряжения, подаваемого на излучатель, приведен на фиг. 2. В данном случае предлагаемая характерная модель формы сигнала для простоты понимания данного способа изображена такой, чтобы её огибающая была близка к форме синуса  To determine the time between sending and receiving (receiving) a signal, in particular for an ultrasonic wave and other waves in cases where the measured time interval is longer than the interval between the ADC readings, the device may include a transmitting part: voltage generator 2, signal emitter 3, and the output of the processing device data 1 of the receiving part in this case is connected to the input of the voltage generator 2 of the transmitting part, the output of which is connected to the emitter 3 of the signal, due to this connection of the receiving and transmitting parts of the data processing device Relatively endowed with the ability to determine or set the start of transmission and determine the time between sending and receiving a signal using timer 11, which is endowed with data processing device 1 or installed between data processing device 1 and voltage generator 2. Clock signal generator 6, clocked by the ADC 5 of the receiving part, can be connected to a voltage generator 2 transmitting parts for more accurate synchronous reception. The data processing device 1 is implemented on the basis of at least one processor or microcontroller and, in accordance with the software algorithm embedded in it or by a command received at the input of the data processing device 1, sends control signals to a voltage generator 2, which, in accordance with the received signals, delivers voltage to the signal emitter 3 to generate a signal with a given number of wave periods. An example of the waveform of the voltage supplied to the emitter is shown in FIG. 2. In this case, the proposed characteristic model of the waveform for ease of understanding of this method is depicted so that its envelope is close to the shape of the sine
В качестве излучателя сигнала 3 могут быть использованы различные виды излучателей, например, ультразвуковые (УЗ) излучатели, электромагнитные (ЭМ) излучатели и т.д., соответственно в зависимости от используемого излучателя генерируемый им сигнал будет представлять пучок, состоящий из по меньшей мере однойAs the emitter of signal 3, various types of emitters can be used, for example, ultrasonic (ultrasound) emitters, electromagnetic (EM) emitters, etc., respectively, depending on the emitter used the signal it generates will be a beam consisting of at least one
УЗ, ЭМ или прочей волны. Ultrasound, EM or other waves.
Сгенерированный излучателем 3 сигнал поступает на приемник 4 и оцифровывается посредством АЦП 5. Оцифровываться принимаемый приемником 4 сигнал может синхронно с излучаемым сигналом с частотой, обеспечивающей восстановление сигнала с заданной (определенной) частотой несущей, например, равной четырёхкратной частоте несущей. При таком условии коэффициенты синусного и косинусного фильтра принимают целые значения из ряда [-1, 0, 1] и значительно упрощаются операции вычисления, однако условия оцифровки могут быть выбраны другими. Пример формы принимаемого приемником сигнала для простоты понимания способа представлен на фиг. 3. Синхронность в работе генератора напряжения 2 и АЦП 5 обеспечивается посредством генератора тактового сигнала 6. Далее оцифрованный сигнал поступает на полосовой фильтр 7, который обеспечивает фильтрацию сигнала для увеличения соотношения сигнал/шум, после чего посредством устройства обработки данных 1 определяется анализируемый сигнал как пропорциональный мощности принимаемого сигнала в реальном времени и на основе анализруемого сигнала определяется время прихода сигнала.  The signal generated by emitter 3 is fed to receiver 4 and digitized by ADC 5. The signal received by receiver 4 can be digitized in synchronism with the emitted signal at a frequency that ensures restoration of the signal with a given (defined) carrier frequency, for example, equal to four times the carrier frequency. Under this condition, the coefficients of the sine and cosine filters take integer values from the series [-1, 0, 1] and the calculation operations are greatly simplified, however, the digitizing conditions can be chosen by others. An example of the waveform received by the receiver for simplicity of understanding the method is presented in FIG. 3. The synchronization in the operation of voltage generator 2 and ADC 5 is provided by a clock signal generator 6. Next, the digitized signal is fed to a band-pass filter 7, which provides signal filtering to increase the signal-to-noise ratio, after which the analyzed signal is determined as proportional by means of data processing device 1 power of the received signal in real time and on the basis of the analyzed signal, the time of arrival of the signal is determined.
Таким образом, за счет того, что время прихода сигнала определяется на основе анализируемого сигнала, пропорционального мощности принимаемого сигнала, в заявленном решении не используется пиковый детектор, в отличие от решения, описанном в патенте RU 2 470 267 С1. Следовательно, исключаются помехи и наводки на принимаемый сигнал, возникающие вследствие работы пикового детектора, а также повышается быстродействие устройства. На основе данных анализируемого сигнала (пропорционального мощности) можно любым способом выбрать и определить характерную точку. Наиболее точный результат получается, если в качестве характерной точки выбрана точка перегиба на первом фронте анализируемого сигнала. Далее будет описан пример вычисления анализируемого сигнала посредством устройства обработки данных 1 с соответствующим программным обеспечением.  Thus, due to the fact that the signal arrival time is determined based on the analyzed signal, which is proportional to the received signal power, the peak solution is not used in the claimed solution, unlike the solution described in RU 2 470 267 C1. Therefore, interference and interference to the received signal arising from the operation of the peak detector are eliminated, and the speed of the device is also increased. Based on the data of the analyzed signal (proportional power), you can select and determine a characteristic point in any way. The most accurate result is obtained if the inflection point at the first front of the analyzed signal is selected as a characteristic point. Next will be described an example of the calculation of the analyzed signal by the data processing device 1 with the corresponding software.
Для вычисления анализируемого сигнала, пропорционального мощности принимаемого сигнала, выделяется пара квадратурных составляющих сигнала со сдвигом фаз на 90 град. Для этого последовательность отсчетов АЦП принятого сигнала (оцифрованный принятый сигнал) после фильтрации полосовым фильтром пропускают через синусный 8 и косинусный 9 КИХ фильтры (с конечной импульсной характеристкой), например, с коэффициентами Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0] для условия частоты дискретизации (семплирования) оцифрованного принятого сигнала, равной четырёхкратной частоте несущей. Данные фильтры выполняют функцию квадратурного преообразователя и выделяют кваратурную (синусную) Xsin и синфазную (косинусную)To calculate the analyzed signal, which is proportional to the power of the received signal, a pair of quadrature signal components with a phase shift of 90 degrees is extracted. For this, the sequence of ADC samples of the received signal (digitized received signal) after filtering with a band-pass filter is passed through a sine 8 and cosine 9 FIR filters (with a finite impulse response), for example, with the coefficients Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0] for the condition of the sampling frequency (sampling) of the digitized received signal equal to four times the carrier frequency. These filters function as a quadrature transducer and emit a quasure (sinus) Xsin and in-phase (cosine)
Xcos составляющие сигнала. Эквивалентная схема квадратурного преобразователя посредством фильтров 8 и 9 показана на фиг. 16. В общем случае коэффициенты синусногоXcos components of the signal. An equivalent circuit of the quadrature converter by means of filters 8 and 9 is shown in FIG. 16. In the general case, the coefficients of the sine
8 и косинусного 9 фильтров представлют собой последовательноти, описывающие один или несколько полных периодов синуса и косинуса соответственно, и определяют (задают) частоту программного косинусно-синусного опорного генератора 12 (фиг. 16), причем опорная частота этого генератора равна частоте несущей принимаемого сигнала. Процесс фильтрации синусным 8 и косинусным 9 КИХ фильтрами - это умножение принимаемого сигнала заданной частоты на сигналы с косинусно-синусного опорного генератора такой же частоты. 8 and cosine 9 filters are sequences describing one or more complete periods of sine and cosine, respectively, and determine (set) the frequency of the program cosine-sine reference generator 12 (Fig. 16), and the reference frequency of this generator is equal to the carrier frequency of the received signal. The filtering process with a sine 8 and cosine 9 FIR filters is the multiplication of the received signal of a given frequency by signals from a cosine-sine reference generator of the same frequency.
Полученные сигналы Xsin(n) и Xcos(n) образуют идеально сопряженые по Гильберту последовательности (со сдвигом фаз ровно 90 градусов), что позволяет точно вычислить огибающую амплитуды принятого сигнала в любой точке независимо от фазы принятого сигнала. Фильтрованные сигналы Xsin(n) и Xcos(n) поступают на устройство обработки данных 1, которое с помощью умножителей и сумматора определяет исследуемый (анализируемый) сигнал по формуле:  The received signals Xsin (n) and Xcos (n) form perfectly Hilbert-conjugated sequences (with a phase shift of exactly 90 degrees), which allows you to accurately calculate the envelope of the amplitude of the received signal at any point, regardless of the phase of the received signal. The filtered signals Xsin (n) and Xcos (n) are fed to a data processing device 1, which, using multipliers and an adder, determines the signal under study (analyzed) by the formula:
P(n) = V(n)A2 = Xsin(n)A2 + Xcos(n)A2, P (n) = V (n) A 2 = Xsin (n) A 2 + Xcos (n) A 2,
где V(n) - огибающая сигнала, P(n) = V(n)A2 - исследуемый (анализируемый) сигнал, Xsin(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fsin, Xcos(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fcos. where V (n) is the envelope of the signal, P (n) = V (n) A 2 is the studied (analyzed) signal, Xsin (n) is the filtered signal with the Fsin filter, Xcos (n) is the filtered signal with the Fcos filter.
Опорную координату устройство обработки данных 1 выделяет на участке с максимальной крутизной фронта исследуемого сигнала в точке перегиба (экстемума производной). Точка перегиба приходит раньше, чем локальный экстремум, поэтому посторонние отраженные волны меньше влияют на форму кривой. Также в точке перегиба производная максимальна, поэтому точность её вычисления существенно выше, чем экстремума, где производная равна нулю. Физически мощность волны пропорциональна квадрату её амплитуды, поэтому анализируемый сигнал в физическом смысле пропорционален мощности принятого сигнала. Такой способ дает минимальную погрешность выделения опорной координаты времени. Благодаря крутому фронту исследуемого сигнала (квадрата огибающей амплитуды сигнала), любая погрешность в оси координат приводит к значительно меньшей погрешности во временной оси.  The reference coordinate, the data processing device 1 selects in the area with the maximum steepness of the front of the investigated signal at the inflection point (extremum of the derivative). The inflection point arrives earlier than the local extremum, so extraneous reflected waves have less effect on the shape of the curve. Also at the inflection point, the derivative is maximum, therefore, the accuracy of its calculation is significantly higher than the extremum, where the derivative is zero. Physically, the wave power is proportional to the square of its amplitude, therefore, the analyzed signal in the physical sense is proportional to the power of the received signal. This method gives a minimum error in the allocation of the reference time coordinate. Due to the steep front of the signal under study (the square of the envelope of the signal amplitude), any error in the coordinate axis leads to a significantly smaller error in the time axis.
На фиг. 4 представлен пример формы анализируемого сигнала для определения точки максимальной крутизны фронта исследуемого сигнала, где п - моменты дискретизации, ton - вычисленная опорная координата времени, Р’ max - значение исследуемого сигнала (мощности) в точке максимальной производной, вычисленной при интерполяции, t - ось времени, Р - ось мощности сигнала. In FIG. Figure 4 shows an example of the shape of the analyzed signal to determine the point of maximum steepness of the front of the investigated signal, where n are sampling times, ton is the calculated reference time coordinate, P 'max is the value of the signal (power) at the point of maximum derivative calculated by interpolation, t is the time axis, P is the signal power axis.
Далее для определения точки перегиба (максимальной производной) на каждом дискретном участке исследуемого (анализируемого) сигнала строится кубическая интерполяция по четырём точкам n, n+l, п+2, n+З. Выбор кубической интерполяции обоснован простотой расчётов точки фронта огибающей пришедшей волны. Точки перегиба ton (максимальной производной) фронта исследуемого сигнала считаем опорной координатой, принимаемого сигнала. Next, to determine the inflection point (maximum derivative) on each discrete section of the investigated (analyzed) signal, cubic interpolation is constructed at four points n, n + l, n + 2, n + 3. The choice of cubic interpolation is justified by the simplicity of calculating the point of the front of the envelope of the incoming wave. The inflection points t on (maximum derivative) of the front of the signal under investigation are considered the reference coordinate of the received signal.
Данный способ определения опорной координаты сигнала обладает относительно высокой повторяемостью, а также низким требованиям к вычислительным ресурсам и позволяет получить точность определения времени прихода импульса значительно больше интервала между моментами дискретизации.  This method of determining the reference coordinate of the signal has a relatively high repeatability, as well as low requirements for computing resources and allows you to get the accuracy of determining the time of arrival of the pulse is significantly greater than the interval between sampling times.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ определения времени прихода сигнала, содержащий этапы, на которых: генерируют с помощью излучателя сигнал с заданным конечным количеством периодов волн 1. A method for determining the time of arrival of a signal, comprising the steps of: generating, using a radiator, a signal with a given finite number of wave periods
принимают с помощью приемника сгенерированный сигнал, оцифровывают и определяют огибающую амплитуды сигнала в каждой точке семплирования (дискретизации) не зависимо от фазы принимаемого сигнала;  receive the generated signal using the receiver, digitize and determine the envelope of the signal amplitude at each sampling point (sampling), regardless of the phase of the received signal;
определяют анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; на основе анализруемого сигнала определяют время прихода сигнала.  determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; Based on the analyzed signal, the signal arrival time is determined.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сигнал представляет собой пучок, состоящий из по меньшей мере одной УЗ или ЭМ волны.  2. The method according to p. 1, characterized in that the signal is a beam consisting of at least one ultrasound or EM wave.
3. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что принимаемый с помощью приемника сигнал оцифровывается с частотой, обеспечивающей восстановление сигнала с заданной (определенной) частотой несущей.  3. The method according to p. 1, characterized in that the signal received by the receiver is digitized with a frequency that ensures restoration of the signal with a given (defined) carrier frequency.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что принимаемый с помощью приемника сигнал оцифровывается синхронно с излучаемым сигналом.  4. The method according to p. 3, characterized in that the signal received by the receiver is digitized synchronously with the emitted signal.
5. Способ по любому из пп. 3 или 4, отличающийся тем, что сигнал оцифровывается с частотой, равной четырёхкратной частоте несущей.  5. The method according to any one of paragraphs. 3 or 4, characterized in that the signal is digitized with a frequency equal to four times the frequency of the carrier.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап определения анализируемого сигнала на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, включает этапы, на которых:  6. The method according to claim 1, characterized in that the step of determining the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, includes the steps in which:
определяют последовательность отсчетов принятого сигнала;  determine the sequence of samples of the received signal;
пропускают указанную последовательность отсчетов через синусный и косинусный фильтры для получения квадратурных составляющих сигнала;  passing the specified sequence of samples through the sine and cosine filters to obtain quadrature components of the signal;
определяют огибающую амплитуды принятого сигнала на основе значений квадратурных составляющих сигнала.  determining the envelope of the amplitude of the received signal based on the values of the quadrature components of the signal.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что коэффициенты синусного и косинусного фильтров представляют собой последовательности, описывающие по меньшей мере один полный период синуса и косинуса соответственно, и определяют (задают) частоту программного косинусно-синусного опорного генератора, причем опорная частота опорного генератора равна частоте несущей принимаемого сигнала.  7. The method according to p. 6, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are sequences describing at least one full period of sine and cosine, respectively, and determine (set) the frequency of the program cosine-sine reference generator, and the reference frequency of the reference the generator is equal to the carrier frequency of the received signal.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанная последовательность отсчетов через синусный и косинусный фильтры пропускаются с коэффициентами Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], при условии, что частота дискретизации равна четырёхкратной частоте несущей согласно п.5 и п.7. 8. The method according to p. 6, characterized in that the indicated sequence of samples through the sine and cosine filters are passed with the coefficients Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], provided that the sampling rate is equal to four times the carrier frequency according to clause 5 and clause 7.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что исследуемый (анализируемый) сигнал определяется по формуле:  9. The method according to claim 6, characterized in that the investigated (analyzed) signal is determined by the formula:
Р(п) = V(n)A2 = Xsin(n)A2 + Xcos(n)A2, где V(n) - огибающая сигнала, P(n) = V(n)A2 - исследуемый (анализируемый) сигнал, Xsin(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fsin, Xcos(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fcos; P (n) = V (n) A 2 = Xsin (n) A 2 + Xcos (n) A 2, where V (n) is the envelope of the signal, P (n) = V (n) A 2 is the studied (analyzed ) signal, Xsin (n) - filtered signal by the Fsin filter, Xcos (n) - filtered signal by the Fcos filter;
причем для определения времени прихода сигнала волны осуществляют:  moreover, to determine the time of arrival of the wave signal carry out:
определение точки перегиба (максимальной производной) посредством построения на каждом дискретном участке анализируемого сигнала кубической интерполяции по четырём точкам;  determination of the inflection point (maximum derivative) by building on each discrete section of the analyzed signal cubic interpolation at four points;
определение точки перегиба (максимальной производной) фронта анализируемого сигнала для определения время прихода сигнала.  determination of the inflection point (maximum derivative) of the front of the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal.
10. Устройство определения времени прихода импульсов, содержащее:  10. A device for determining the time of arrival of pulses, containing:
устройство обработки данных, включающее полосовой фильтр, синусный, косинусный фильтры, умножители и сумматор; излучатель сигнала; приемник; АЦП; генератор тактового сигнала; выход приемника соединен через АЦП с полосовым фильтром, к выходу которого параллельно подключены синусный и косинусный фильтры, выходы синусного и косинусного фильтров соединены с сумматором через умножители, при этом устройсво обработки данных выполнено с возможностью: определять огибающую амплитуды сигнала в каждой точке семплирования; определять анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; и на основе анализруемого сигнала определять время прихода импульсов.  a data processing device including a band-pass filter, sine, cosine filters, multipliers and an adder; signal emitter; receiver; ADC; clock generator; the output of the receiver is connected through an ADC to a bandpass filter, the sine and cosine filters are connected in parallel to the output, the outputs of the sine and cosine filters are connected to the adder via multipliers, while the data processing device is configured to: determine the envelope of the signal amplitude at each sampling point; determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the pulses.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор напряжения и излучатель сигнала, причем выход устройства обработки данных соединен со входом генератора напряжения, выход которого соединен с излучателем сигнала.  11. The device according to p. 10, characterized in that it further comprises a voltage generator and a signal emitter, and the output of the data processing device is connected to the input of the voltage generator, the output of which is connected to the signal emitter.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что сигнал представляет собой пучок, состоящий из по меньшей мере одной УЗ или ЭМ волны.  12. The device according to p. 10, characterized in that the signal is a beam consisting of at least one ultrasound or EM wave.
13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что принимаемый с помощью приемника сигнал оцифровывается с частотой, обеспечивающей восстановление сигнала с заданной (определенной) частотой несущей.  13. The device according to p. 10, characterized in that the signal received by the receiver is digitized with a frequency that ensures restoration of the signal with a given (defined) carrier frequency.
14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что принимаемый с помощью приемника сигнал оцифровывается синхронно с излучаемым сигналом. 14. The device according to p. 13, characterized in that the signal received by the receiver is digitized synchronously with the radiated signal.
15. Устройство по любому из пп. 13 или 14, отличающийся тем, что сигнал оцифровывается с частотой, равной четырёхкратной частоте несущей. 15. The device according to any one of paragraphs. 13 or 14, characterized in that the signal is digitized with a frequency equal to four times the frequency of the carrier.
16. Устройство по п. 10, отличающееся тем, коэффициенты синусного и косинусного фильтров представляют собой последовательности, описывающие по меньшей мере один полный период синуса и косинуса соответственно, и определяют (задают) частоту программного косинусно-синусного опорного генератора, причем опорная частота опорного генератора равна частоте несущей принимаемого сигнала.  16. The device according to p. 10, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are sequences that describe at least one full period of the sine and cosine, respectively, and determine (set) the frequency of the program cosine-sine reference generator, and the reference frequency of the reference generator equal to the carrier frequency of the received signal.
17. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что коэффициенты синусного и косинусного фильтров равны Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], при условии, что частота дискретизации равна четырёхкратной частоте несущей согласно п. 15. и п. 16.  17. The device according to p. 10, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], provided that the sampling frequency is four times the carrier frequency according to . 15. and p. 16.
18. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что исследуемый (анализируемый) сигнал определяется по формуле:  18. The device according to p. 10, characterized in that the studied (analyzed) signal is determined by the formula:
R(h) = U(h)L2 = Xsin(n)A2 + Xcos(n)A2, где V(n) - огибающая сигнала, P(n) = V(n)A2 - исследуемый (анализируемый) сигнал, Xsin(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fsin, Xcos(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fcos; R (h) = U (h) L 2 = Xsin (n) A 2 + Xcos (n) A 2, where V (n) is the envelope of the signal, P (n) = V (n) A 2 is the studied (analyzed ) signal, Xsin (n) - filtered signal by the Fsin filter, Xcos (n) - filtered signal by the Fcos filter;
причем для определения времени прихода сигнала волны устройство обработки данных осуществляет:  moreover, to determine the time of arrival of the wave signal, the data processing device performs:
определение точки перегиба (максимальной производной) посредством построения на каждом дискретном участке анализируемого сигнала кубической интерполяции по четырём точкам;  determination of the inflection point (maximum derivative) by building on each discrete section of the analyzed signal cubic interpolation at four points;
определение точки перегиба (максимальной производной) фронта анализируемого сигнала для определения время прихода сигнала.  determination of the inflection point (maximum derivative) of the front of the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal.
19. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что устройство обработки данных дополнительно содержит таймер для обеспечения возможности определения времени между посылкой и приходом сигнала.  19. The device according to p. 10, characterized in that the data processing device further comprises a timer to enable the determination of the time between sending and receiving a signal.
20. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что умножители выполнены с возможностью возведения в квадрат сигналов с выходов синусного и косинусного фильров.  20. The device according to p. 10, characterized in that the multipliers are configured to square the signals from the outputs of the sine and cosine filters.
PCT/RU2018/000308 2018-05-16 2018-05-16 Method and device for determining the arrival time of a pulse WO2019221629A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123618A RU2719277C1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Method for determining time with small dispersion of arrival of impulse and device for determining time between sending and arrival of pulse, carrying out method
PCT/RU2018/000308 WO2019221629A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Method and device for determining the arrival time of a pulse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2018/000308 WO2019221629A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Method and device for determining the arrival time of a pulse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019221629A1 true WO2019221629A1 (en) 2019-11-21

Family

ID=68540799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000308 WO2019221629A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Method and device for determining the arrival time of a pulse

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2719277C1 (en)
WO (1) WO2019221629A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1384961A1 (en) * 1986-10-20 1988-03-30 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU1587347A1 (en) * 1988-10-31 1990-08-23 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Apparatus for measuring speed and spectral coefficient of damping of ultrasonic waves
US5793704A (en) * 1996-12-13 1998-08-11 Solid Scientific Research And Development Ltd. Method and device for ultrasonic ranging
RU2470267C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate for error in measurement by ultrasonic level metre
US20140204700A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Schlumberger Technology Corporation Automatic Processing of Ultrasonic Data

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1384961A1 (en) * 1986-10-20 1988-03-30 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU1587347A1 (en) * 1988-10-31 1990-08-23 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Apparatus for measuring speed and spectral coefficient of damping of ultrasonic waves
US5793704A (en) * 1996-12-13 1998-08-11 Solid Scientific Research And Development Ltd. Method and device for ultrasonic ranging
RU2470267C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate for error in measurement by ultrasonic level metre
US20140204700A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Schlumberger Technology Corporation Automatic Processing of Ultrasonic Data

Also Published As

Publication number Publication date
RU2719277C1 (en) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gueuning et al. Accurate distance measurement by an autonomous ultrasonic system combining time-of-flight and phase-shift methods
CA2487317C (en) Ultrasonic flowmeter and ultrasonic flowmetering method
US5086775A (en) Method and apparatus for using Doppler modulation parameters for estimation of vibration amplitude
US5818735A (en) Method and system for high resolution time-of-flight measurements
CN101762298A (en) Ultrasonic meter
US5183047A (en) Doppler flow velocity meter
US4084148A (en) Object recognition system
CN104062645A (en) Method for measuring phase difference between parametric array difference-frequency wave and same-frequency small-amplitude wave signal
US10955273B2 (en) Extended range ADC flow meter
US8593908B2 (en) Method for determining an echo distance in an acoustic pulse-echo ranging system
RU2719277C1 (en) Method for determining time with small dispersion of arrival of impulse and device for determining time between sending and arrival of pulse, carrying out method
Andria et al. Interpolated smoothed pseudo Wigner-Ville distribution for accurate spectrum analysis
CN110988853A (en) Ultrasonic arrival time calculation method based on effective peak value
Sabatini et al. Sampled baseband correlators for in-air ultrasonic rangefinders
KR100739506B1 (en) Ultrasonic distance measuring method using matched filter of reduced calculation
Andria et al. Digital measuring techniques for high accuracy ultrasonic sensor application
CN109188378B (en) Ultrasonic Doppler echo signal simulation method
RU2719214C1 (en) Active sonar
Katakura et al. Ultrasonic vector velocity measurement by projection computed velocimetry
Yong-jun et al. Fractional Fourier transform of ultrasonic chirp signal for range measurement
CN216082811U (en) Ultrasonic wind measurement sensor and ultrasonic wind measurement system
US20040166478A1 (en) All ship speeds correlation SONAR simulator
JPH11264873A (en) Object measuring device
Hayman et al. Signal modelling techniques to extend the measurement frequency range downwards when echo-free time is limited
WO2001025816A1 (en) Method and apparatus for extracting physical parameters from an acoustic signal

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18918879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18918879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1