液压传动系统具有结构轻小,传动比大、运行平稳等优点,在二炮武器装备中得到了广泛应用。与电控及机械系统相比,液压系统故障率高、故障检测定位困难,已成为影响武器装备战斗力发挥的重要因素之一。流量、压力是反映液压系统状态的主要参数,是液压系统故障诊断的基础。传统的介入式测量方法,拆装困难,而且影响系统的动态特性,已无法适应武器装备现场快速抢修的需要。本文提出的用超声波非介入式管外测量方案,无需预留检测接口,实现了流量、压力的实时在线检测,为武器装备现场诊断抢修奠定了可靠基础。本文针对传统的时差法在小管径、低流速测量时,具有测时结果分散性大、测量精度受计数频率的影响大等不足,创造性地把高速数据采集技术应用在超声波流量、压力测量上,用信号处理算法求时差,使时差成为一个统计量,有效地克服了超声波传统时差法测量精度差、不能测量小管径、低流速流体流量的缺点,提高了时差测量的分辨率和精度。研制的超声波液压测量系统由超声波探头、超声波收发系统、高速数据采集系统和计算机构成,实现了超声波信号的发射、接收、自动增益控制、数据采集、自动搜索回波、数据处理、分析等功能。提出的自动搜索回波算法,实现了回波数据处理的自动化;给出的改进滚动去极数字滤波算法和极值滤波算法,消除了电噪声和脉冲噪声,提高了测量的稳定性;提出的插值相关流量测量算法、小波包络压力测量算法大大提高了测量的精度。利用液压泵、各种控制阀门、标准表及不同管径液压管路构建了一个液压实验系统,可实时模拟武器装备液压系统的各种工作状态,为超声波的压力、流量测量提供了一实验平台。实验表明,开发的超声波测量系统,能方便、快捷地完成液压系统流量、压力的管外测量,测量精度和可靠性可满足液压系统状态监测与故障诊断的需要,具有较大的军事及经济价值。