超声波在流体中传播时,会载上流体的流速信息,再通过简便、可靠的信号处理方法,即可将流速信息转换成可见的流量信息,这就是超声波流量计的原理。与传统的流量计相比,超声波流量计具有运行稳定、非接触测量、计量准确可靠、无压力损失、量程比宽、易于安装、节约能源等特点,是一种非常理想的节能型流量计。精确度和实时性是超声波流量测量最基本的目标,而工业现场接收信号弱、环境噪声强的特点往往妨碍其实现。在分析技术原理和国内外产品现状的基础上,本文给出了一种基于DSP的改进时差法的超声波流量计方案,引入数字信号处理器并利用相关法计算时差,再据此进行软硬件设计,使系统满足精确度和实时性的要求。首先,本文分别从时域和频域阐述了相关法的原理和算法,提出减少补零数、合并FFT等算法简化措施;针对实际系统,采用先压缩相关后原始数据相关的方法进行算法改进,从而大大提高了运算效率,并对基准波的获得这一难点提出了回波法的解决方案;为满足复杂环境对精度的要求,本文采用了相干平均、插值法和多重相关算法等三种提高精度的措施。在此理论的基础上,本文以DSP TMS320VC5502为核心,分别从换能器、数字信号处理电路和后端服务电路三部分进行了硬件设计,并针对可能出现的干扰提出硬件抗干扰措施。软件设计方面,本文采取了模块化的设计方法,主要有系统初始化模块、数据采集模块、流量测量模块、中断模块、显示模块和存储模块等;针对系统脱机运行的难点进行了并行自举启动的研究;和硬件一样也提出了软件抗干扰措施。设计完成后,本文给出了安装建议和要求。利用已有的条件进行了调试和模拟,系统的精确度和实时性都被证明符合要求。最后,在实验结果的基础上进行了相应的误差分析,并对今后的工作做了展望。实验证明,该系统是一个低成本高效能的设计,具有较高的理论研究和实际应用价值,并且本方案是可行的。