[發明專利]用于超聲波流量計的相位編碼同步時差檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201310047395.6
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103162752A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 李洪濤;朱曉華;洪弘;顧陳;陳恒明
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種用于超聲波流量計的相位編碼同步時差檢測裝置，包括：第一超聲波換能器（1）、第二超聲波換能器（2）、第一相關器（3）、第二相關器（4）、第一顯示器（5）、第二顯示器（6）、碼產生器（7），其特征在于：第一超聲波換能器（1）和第二超聲波換能器（2），通過螺栓固定在流體管線管壁的兩側并相互錯開，管線的內直徑為D，超聲波傳播的路徑長度為L，且L＞D，超聲波傳播的方向與流體的流動方向夾角為θ，其中0°＜θ＜90°，第一超聲波換能器（1）與第一相關器（3）連接，第二超聲波換能器（2）與第二相關器（4）連接，第一相關器（3）與第一顯示器（5）連接，第二相關器（4）與第二顯示器（6）連接，碼產生器（7）分別與第一超聲波換能器（1）、第二超聲波換能器（2）、第一相關器（3）、第二相關器（4）連接。

2.根據權利要求1所述的一種用于超聲波流量計的相位編碼同步時差檢測裝置，其特征在于：第一超聲波換能器（1）和第二超聲波換能器（2）為完全相同的超聲波換能器；第一相關器（3）和第二相關器（4）為兩個完全相同的相關器；顯示器（5）和顯示器（6）為兩個完全相同的顯示器。

3.根據權利要求1所述的一種用于超聲波流量計的相位編碼同步時差檢測裝置，其特征在于：相關器由若干條相同的支路并聯組成，每條支路由一個乘法器和一個低通濾波器串聯組成。

4.基于權利要求1所述的一種用于超聲波流量計的相位編碼同步時差檢測裝置的檢測方法，其特征在于，步驟如下：

第一步：碼產生器產生13位巴克碼信號以及與13位巴克碼信號對應的不同的時間延時，將與13位巴克碼信號對應的不同的時間延時作為不同的參考信號，并對應不同的時間；碼產生器（7）將產生13位巴克碼信號分別傳遞給第一超聲波換能器（1）和第二超聲波換能器（2），并將參考信號分別傳遞給第一相關器（3）、第二相關器（4）；

第二步：第一超聲波換能器（1）和第二超聲波換能器（2）同時作為發射端發射碼產生器產生13位巴克碼信號；

第三步：第一超聲波換能器（1）作為接收端接收第二超聲波換能器（2）發射的信號，第二超聲波換能器（2）作為接收端接收第一超聲波換能器（1）發射的信號；

第四步：在相關器中，當接收到的13位巴克碼信號在流體中的傳播時間與碼產生器的延遲時間相同，則該支路的輸出信號最大，對應距離自相關函數的主峰，此時該支路所對應的延遲時間即為超聲波在流體中的傳播時間，順流傳播時間記為t₁和逆流傳播時間記為t₂；

第五步：計算出超聲波順流和逆流傳播的時間差Δt=t₂-t₁；

第六步：利用第五步中計算出的時間差Δt，根據可以計算出被測流體的流速V，其中c是超聲波在流體介質中的傳播速度；

第七步：利用第六步中得出的被測流體的流速V，根據可以計算出流體流量Q，其中D為流體管線的內直徑。