超声波气体流量计凭借其非接触式的测量方式、高精度、宽量程、数据准确、运行稳定以及易于维护等优点,在天然气能源等领域已被认为是理想的流量计。超声波在流体中的传播速度易受流体的流速影响,通过对受影响后声信号的采集和分析,可得到流体的流速信息。超声波声信号的产生、接收和处理是超声波流量计技术的关键,本文通过对超声波的高速采样以及数字信号相关处理,克服了模拟电路中超声波阈值检测时对关键电平的依赖,简化了电路的复杂程度,提高了系统的抗干扰能力和稳定性。本文通过数字信号处理的方式,利用时差法来计算流体的流量。处理方案如下:采用低成本的Cylone IV系列FPGA实现对AD采集控制、数据缓存、控制电路系统等功能的协调运作;用高性能的TMS320VC5509 DSP对采集到的声信号进行数字滤波去噪,利用快速相关算法计算超声波顺逆流信号的传播时差。硬件电路部分则采用模块化设计的思想,包括电源模块、发射驱动电路模块、接收端放大滤波模块以及高速信号采集模块。本文所涉及的算法通过了Matlab仿真,FPGA模块和电路已经通过了测试,实验证明,本设计中的理论是可行的,具有一定的实际应用价值,为基于数字信号处理方法的超声波气体流量计的研究提供了一定的理论指导。