[發明專利]傳播時間測量器、氣體濃度測量裝置、傳播時間測量程序及傳播時間測量方法

有效

• 申請號: 201880064113.4
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN111164420B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 辻谷浩一;新福修史;鳥山泰弘
• 申請（專利權）人: 上田日本無線株式會社;日本無線株式會社;日清紡控股株式會社
• 主分類號: G01N29/024
• 分類號: G01N29/024;G01M3/24;G01N29/50
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明的目的在于提高超聲波傳播時間的測量精度。在作為計算單元的處理器(28)中，形成有相關對象確定單元(32)，該單元確定根據作為直達波信號的上包絡線變化率的第一上限變化率以及作為直達波信號的下包絡線變化率的第一下限變化率獲得的第一相關對象信號以及根據作為一次來回延遲波信號的上包絡線變化率的第二上限變化率以及作為一次來回延遲波信號的下包絡線變化率的第二下限變化率獲得的第二相關對象信號。此外，處理器(28)中形成有確定第一相關對象信號與將第二相關對象信號在時間軸上移動后獲得的信號之間的相關值的相關性處理單元(34)。相關性處理單元(34)具有根據相關性求得第一相關對象信號與第二相關對象信號之間的時間差且根據該時間差求得超聲波在濃度測量空間內的傳播時間的傳播時間測量單元的功能。

技術領域

本發明涉及傳播時間測量器、氣體濃度測量裝置、傳播時間測量程序以及傳播時間測量方法，尤其涉及確定超聲波在測量空間內的傳播時間的技術。

背景技術

在借助燃料電池提供的電力行走的燃料電池車輛方面，人們已開展了廣泛的研究和開發。燃料電池通過氫氣和氧氣的化學反應發電。一般情況下，氫氣作為燃料提供給燃料電池，而氧氣由燃料電池從周圍空氣中吸入。燃料電池車輛設有儲氫罐，并由儲氫罐向燃料電池供應氫氣。當儲氫罐內的氫氣量變少時，由服務站內設置的加氫裝置向燃料電池車輛的儲氫罐中加氫。

由于氫氣為可燃氣體，因此需要對燃料電池車輛及加氫裝置進行氫氣泄漏監測。因此，氫氣濃度測量裝置與燃料電池車輛和加氫裝置一起得到廣泛應用。氫氣濃度測量裝置具有測量空氣中的氫氣濃度、當氫氣濃度超出預定值時發出警報等功能。

下文所列專利文獻1和2中描述了特定氣體的濃度測量裝置。此兩專利文獻中描述的裝置根據超聲波在作為測量對象的空氣中的傳播速度等超聲波傳播特性測量特定氣體的濃度，也可用于氫氣濃度的測量。此外，專利文獻3和4中描述了通過針對超聲波發射時接收到的多次反射回波確定相鄰脈沖相關性而確定相鄰脈沖時間間隔的技術，為本申請發明的關聯技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2002-214203號公報

專利文獻2：特開平3-223669號公報

專利文獻3：特開平5-346421號公報

專利文獻4：特開平6-58751號公報

發明內容

本發明待解決的問題

根據超聲波傳播速度測量特定氣體濃度的裝置中，一般設有氣體濃度測量空間。該濃度測量空間中設有用于超聲波收發的超聲波振子。根據超聲波傳播通過濃度測量空間的時間(傳播時間)以及預先測量的傳播距離，可以求得超聲波的傳播速度。在傳播時間測量方法中，存在根據向濃度測量空間內發射后直接到達超聲波接收振子的第一超聲波與向濃度測量空間內發射后被超聲波接收振子反射回超聲波發射振子且被超聲波發射振子再次發射至超聲波接收振子的第二超聲波的接收時間差異測量傳播時間的方法。

然而，當第一超聲波脈沖和第二超聲波脈沖的時域波形為具有恒定振幅的波形等無特征時域波形時，將難以測量第一超聲波脈沖和第二超聲波脈沖的接收時間差異，從而可能降低濃度測量空間內超聲波傳播時間的測量精度以及氣體濃度的測量精度。

本發明的目的在于提高超聲波傳播時間的測量精度。

解決問題的技術手段