[發(fā)明專利]一種超聲波燃氣表流量的測定算法

有效

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• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111220222B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 朱煉;劉勛;李中華
• 申請（專利權）人: 成都千嘉科技有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G06F17/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 劉沙粒

1.一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)輸入上飛信號和下飛信號，并對所述上飛信號和下飛信號分別作傅里葉變換；

(B)根據(jù)上飛信號、下飛信號的傅里葉變換結果計算得到互相關曲線的頻譜；

(C)對所述互相關曲線的頻譜進行反傅里葉變換得到相關曲線，通過最大值探索在所述相關曲線上獲取峰值點位置以及峰值點位置鄰近的至少兩個點，利用時域估計函數(shù)計算得到模型一的估計值；

(D)對所述互相關曲線的頻譜進行希爾伯特變換后取虛數(shù)部分，利用線性插值函數(shù)計算得到模型二的估計值；

(E)根據(jù)模型一的估計值和模型二的估計值計算得到模型組合的估計值；

(F)若步驟(E)中得到的估計值大于等于一個采樣周期，則以所述估計值作為飛行時間的估計值；若步驟(E)中得到的估計值小于一個采樣周期且大于等于1/50個采樣周期，則進行頻率域迭代計算，直至誤差符合要求；若步驟(E)中得到的估計值小于1/50個采樣周期，則減少波數(shù)后重復步驟(A)-(E)進行計算。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(A)中，上飛信號s₁(n)和下飛信號s₂(n)經過傅里葉變換后分別得到F₁(k)和F₂(k)，其中：

其中，k＝0,1,2,…,N-1,n＝0,1,2,…,N-1，N為擴展后的序列長度，j為虛數(shù)單位。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(C)中，所述互相關曲線R_dc(k)通過下式計算求得：

其中，F(xiàn)(k)為互相關曲線函數(shù)的頻譜，其計算公式為：F(k)＝F₁(k)·F₂(k)。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(C)中，在相關曲線上獲取峰值點k，并在峰值點k鄰近的兩側分別選取兩個點k-1和k+1。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，所述模型一的估計值的計算公式為：

6.根據(jù)權利要求4所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(D)中，對互相關曲線的頻譜F(k)進行希爾伯特變換后所取的虛數(shù)部分通過下式求得：

H(w)＝(-i·sgn(w))·F(w)

其中，w為傅里葉變換后的角頻率。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(D)中，在經過希爾伯特變換后的曲線中查找點k、k-1和k+1所對應的點m、m-1和m+1，其中，點k與點m所對應的時間相同，點k-1與點m-1對應的時間相同，點k+1與點m+1對應的時間相同。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(D)中，所述模型二的估計值的計算公式為：

如果則

如果則

如果

9.根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(E)中，模型組合的估計值其中，為模型一的估計值，為模型二的估計值，w₁(t)和w₂(t)分別模型一、模型二的權重。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波燃氣表流量的測定算法，其特征在于，步驟(F)中，當步驟(E)中得到的估計值小于一個采樣周期且大于等于1/50個采樣周期，則進行頻率域迭代計算，具體包括以下步驟：

(F1)構建拉格朗日分數(shù)延遲濾波器，并計算所述延遲濾波器的濾波器差值系數(shù)；

(F2)計算所述延遲濾波器的真實估計值和誤差；

(F3)若誤差符合要求則終止計算，若誤差不符合要求則調整估計值后返回步驟(F1)重新計算，直至誤差滿足要求。