[發明專利]一種應用于時差式超聲波流量計的脈沖噪聲濾除方法

有效

• 申請號: 201511011411.1
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105628115B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 傅新;毛凱;趙煒煒;方澤華;陳文昱
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本發明公開一種應用于時差式超聲波流量計的脈沖噪聲濾除方法。在超聲波信號傳播時間測量的過程中，根據多閾值法設置多個閾值信號，閾值信號分別與正半周超聲波信號、負半周超聲波信號比較，產生與閾值信號個數相等的脈沖觸發信號，多個脈沖觸發信號結合邏輯門電路得到一個使能信號，當耦合進超聲波信號的前置脈沖噪聲影響其中任何一個脈沖觸發信號時，獲得的使能信號不會受前置脈沖噪聲的影響。本發明采用多閾值測量方法，有效的濾去前置脈沖噪聲，避免了前置脈沖噪聲對時差式超聲波流量計傳播時間測量的影響，提高了超聲波流量計的測量精度。

技術領域

本發明涉及時差式超聲波流量計，尤其是涉及一種應用于時差式超聲波流量計的脈沖噪聲濾除方法。

背景技術

隨著電子科技的快速發展，超聲波流量計以其無壓損、寬量程、高精度等優異性能和卓越表現已在流量計量領域得以應用，其中，時差式超聲波流量計以其測量原理簡單而得到了最為廣泛的應用。

時差式超聲波流量計通過測量超聲波信號沿同一路徑的順逆流傳播時間來計算流體流量，因此順逆流傳播時間的測量準確度直接關系到是否能夠得到正確的流體流量。在時差式超聲波流量計中，時間測量的準確度由多種因素造成，而其中信號噪聲是最普遍存在的一種干擾，噪聲可以通過多種方式耦合到信號線上，那么對于信號線上的噪聲處理就顯得十分重要。

其次對于測量時間的獲得，目前主流的技術是通過設置閾值，通過設置的閾值得到信號使能觸發點，從而得到測量停止的時間，由于閾值只有一個，所以測量結果的不確定性大大增加，尤其是在噪聲較大的環境下。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于時差式超聲波流量計的脈沖噪聲濾除方法，為時差式超聲波流量計提供對存在脈沖噪聲的信號電路進行噪聲濾除、保證測量結果準確的測量方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明在超聲波信號傳播時間測量的過程中，根據多閾值法設置多個閾值信號，閾值信號分別與正半周超聲波信號、負半周超聲波信號比較，產生與多個閾值信號相等的脈沖觸發信號，多個脈沖觸發信號結合邏輯門電路得到一個使能信號，當耦合進超聲波信號的前置脈沖噪聲影響其中任何一個脈沖觸發信號時，獲得的使能信號不會受前置脈沖噪聲的影響，從而避免了前置脈沖噪聲對時差式超聲波流量計傳播時間測量的影響。

所述多閾值法是指設置大于等于兩個閾值信號，且至少一個閾值信號介于零電壓信號與超聲波信號最大正峰值信號之間、至少一個閾值信號介于零電壓信號與超聲波信號最大負峰值信號的絕對值之間，閾值信號的大小分別根據前一次測量得到的超聲波信號最大正峰值和最大負峰值而定，閾值信號觸發超聲波信號時，在超聲波信號的同一周期的波上產生脈沖觸發信號。

所述邏輯門電路是指由邏輯或門、邏輯與門、邏輯非門、邏輯與非門單個或多個邏輯芯片組成的邏輯門電路，用于得到計時單元的使能信號。

所述使能信號是指由邏輯門電路產生，用于控制計時單元停止計時工作的信號，當使能信號有效時，計時單元才能識別停止計時的信號。

所述前置脈沖噪聲是指時差式超聲波流量計的超聲波信號到達之前，耦合進來的脈沖噪聲。

本發明具有的有益效果是：

超聲波流量計的超聲波信號多閾值測量方法，可以有效的濾去脈沖噪聲，避免噪聲對測量電路的影響，同時通過邏輯門得到的使能信號，可以直接用于原信號的過零點的檢測上，避免了單閾值法在電路信號測量上由于噪聲導致的測量不準確的情況，提高了超聲波流量計的測量精度。

附圖說明

圖1是本發明的測量原理示意圖。

圖2是普通的超聲波信號單閾值下的觸發時序圖。

圖3是本發明對耦合正向脈沖噪聲的超聲波信號采用雙閾值法的時序圖。