[發明專利]一種基于時差法的超聲波氣體流量計時間差測量方法

有效

• 申請號: 201710976607.7
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107860430B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王士興;胡香儒;楊朋;田冬
• 申請（專利權）人: 西安安森智能儀器股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

1.一種基于時差法的超聲波氣體流量計時間差測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集順流方向超聲波回波信號X₁(k)和逆流方向超聲波回波信號X₂(k)；利用超聲波傳感器檢測順、逆流方向的超聲波回波信號；

步驟2：搜索順、逆流方向超聲波回波信號X₁(k)、X₂(k)的有效極大值點，并選擇順、逆流方向超聲波回波信號有效極大值點中的第3個極大值點p₁、p₂所對應的時間t₁、t₂做為順、逆流方向超聲波由發送到接收的傳播時間；以X(k)代表X₁(k)或X₂(k)，以p代表p₁或者p₂，t代表t₁或t₂，步驟2具體包括：

步驟2.1：設置閾值T，窗口寬度WID，數據長度n，初始循環變量k；

步驟2.2：k＝k+1，當X(k)＞T時，在k到k+WID的窗口范圍內搜索超聲波回波信號的最大值點，記下最大值點的位置，即是所找的第一個有效極大值點；所述窗口寬度WID取超聲波回波信號的1/2周期；

步驟2.3：按照步驟2.2繼續搜索，直到搜索到k＞n-WID-1為止，停止搜索，即找到超聲波回波信號的所有有效極大值點；

步驟2.4：選擇該超聲波回波信號有效極大值點中的第3個極大值點所對應的時間，即第三個極大值點p的位置乘以采樣時間T_s，作為順流或逆流方向超聲波由發送到接收的傳播時間t，t＝p×T_s；

步驟3：計算順、逆流方向超聲波時差Δt，

步驟4：計算管道中流體的流速v_t，其中，D為管道直徑，θ為超聲波換能器與管道法線之間的夾角；

步驟5：計算管道中流體的體積流量q_v，其中，K為線流速轉化為面流速的補償系數。

2.根據權利要求1所述的基于時差法的超聲波氣體流量計時間差測量方法，其特征在于，利用高速ADC以一定的采樣頻率f_s對超聲波回波信號進行采集；f_s＞(10～20)f，f為超聲波回波信號的頻率。

3.根據權利要求1所述的基于時差法的超聲波氣體流量計時間差測量方法，其特征在于，初始循環變量k＝0。