[發(fā)明專利]基于超聲波的流量測(cè)量方法及流量計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810987006.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN109029602B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝敬全;侯緒彬;趙吉祥;王淑平;馬述杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰華智慧產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 11603 北京晟睿智杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 于淼

1.一種基于超聲波的流量測(cè)量方法，其特征在于，包括：

步驟S1：設(shè)置超聲波出射信號(hào)的頻率f₀；

步驟S2：根據(jù)所述出射信號(hào)的頻率f₀和超聲波流量計(jì)當(dāng)前可測(cè)量的最大流速v_max計(jì)算FFT采樣頻率和混頻基準(zhǔn)信號(hào)f_r，

其中，采用以下公式計(jì)算所述FFT采樣頻率f_s：

f_s＝4f_d，f_d＝f_max-f₀，c為超聲波在水中傳播速度，θ為聲波入射角，f_d為多普勒頻率，f_max為最大回波頻率；

采用以下公式計(jì)算所述混頻基準(zhǔn)信號(hào)f_r：

f_r＝f₀-f_c，f_c＝f_d，f_c為中頻基準(zhǔn)頻率；

步驟S3：對(duì)超聲波回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)采樣處理，得到采樣信號(hào)；

步驟S4：將所述采樣信號(hào)與所述混頻基準(zhǔn)信號(hào)混頻后進(jìn)行頻譜分析，得到功率譜；

步驟S5：選取功率譜上幅值最大的點(diǎn)的頻率作為計(jì)算多普勒頻移信號(hào)f′₁，則多普勒回波信號(hào)的頻率f₁為f₁＝f_r+f′₁；

采用以下公式計(jì)算所述流速v，

步驟S6：檢測(cè)v是否大于Q*v_max，其中Q小于1；

步驟S7：如果v>Q*v_max，則根據(jù)流速v計(jì)算流量；

步驟S8：如果v≤Q*v_max，則設(shè)置v_max＝Q*v_max，返回步驟S2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的流量測(cè)量方法，其特征在于，

步驟S2還包括：設(shè)置測(cè)量次數(shù)x為初始值，其中，所述初始值為0；

步驟S7包括：

步驟S71：記錄流速v至流速組，設(shè)置x＝x+1；

步驟S72：判斷x是否達(dá)到預(yù)定測(cè)量次數(shù)，其中，當(dāng)x達(dá)到預(yù)定測(cè)量次數(shù)時(shí)，執(zhí)行步驟S73，當(dāng)未達(dá)到所述預(yù)定測(cè)量次數(shù)時(shí)，返回步驟S3；

步驟S73：計(jì)算所述流速組中所有v的平均值，并根據(jù)所述平均值計(jì)算所述流量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于超聲波的流量測(cè)量方法，其特征在于，在步驟S3中，以1/2倍的所述FFT采樣頻率f_s對(duì)超聲波回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)采樣處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于超聲波的流量測(cè)量方法，其特征在于，在步驟S2之前，所述方法還包括：

步驟S9：向超聲發(fā)射換能器發(fā)送PWM信號(hào)，所述PWM信號(hào)的頻率為所述出射信號(hào)的頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的流量測(cè)量方法，其特征在于，在步驟S7中，采用以下公式計(jì)算所述流量：

所述流量＝流水截面積*v，其中流水截面積為已知量。