多普勒流量測量概述-信號解調方法等

1.2.2多普勒信號解調方法

　　CW Doppler流量測量中換能器接收到的信號可認為是多個多普勒頻移成份的疊加，表述為：

　　式中ai為頻移分量幅值，Ωi為頻移分量的頻率，φi為頻移分量的初始相位，s1（t）為經管壁、襯里等非運動介質耦合到接收探頭的信號。

　　多普勒信號解調的目的在于提取頻移信息，理想的解調應當取得正比于

　　的輸出。目前常用的解調方法有振幅檢波、鑒頻、鑒相及乘法器檢波等四種，但由于s（t）受多普勒頻移成分的非線性調制，振幅檢波、鑒相檢波兩種解調方式將產生失真，鑒頻檢波輸出的電壓幅值中將包含與頻移Ωi成正比的量，也不可取。乘法器檢波用參考信號cosω0t與接收信號s（t）相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，得到輸出：

　　這種方法得到的輸出沒有引起失真，因此在傳統(tǒng)的工業(yè)管道超聲多普勒流量計中得到了廣泛的使用。

　　1.2.3流速方向信息提取

　　現(xiàn)有工業(yè)管道超聲多普勒流量計均不能判斷流速的方向，在醫(yī)學血流測量領域，流速方向信息的提取主要有時域法、頻域法和相域法，分別介紹如下：

　　（1）時域法

　　基本原理是將接收到的超聲多普勒信號s（t）同時送入兩個乘法器，分別與有一定相位差β0的兩個同頻信號cosωot和cos（ω0t +β0）相乘，再低通濾波除去高頻分量，于是得到第一路的輸出為：

　　第二路的輸出為：

　　若血流方向為正，則Ωi》0 ，第一路輸出的相位超前第二路輸出的相位；若血流方向為負，則Ωi《0，第二路輸出的相位超前第一路輸出的相位。因此比較兩路輸出在時間上的先后就可以檢測出血流的方向信息。

（2）頻域法

　　超聲波經血流散射后，其頻譜位于發(fā)射頻率ω0的兩側。血流方向為正時，回波信號頻率高