[發明專利]用于超聲波流量計的交互操作的超聲波流量計自動調諧

在審

• 申請號: 202011129887.6
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN112504368A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: R·V·拉曼安;A·達巴克;A·薩斯納瑞亞娜
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 李英

1.一種用于自動調諧超聲波流量計的電路系統，所述超聲波流量計包括第一和第二換能器，與所述第一換能器相關聯的第一電路和與所述第二換能器相關聯的第二電路，所述電路系統包括：

微控制器，其可操作地連接到所述第一換能器和所述第二換能器；

存儲器，其可操作地連接到所述微控制器并且包含指令，當所述指令被所述微控制器執行時，使得所述微控制器：

控制在所述第一換能器與所述第二換能器之間的上行信號和下行信號的交換，其中所述上行信號由所述第一換能器發送并且由所述第二換能器接收，并且所述下行信號由所述第二換能器發送并且由所述第一換能器接收；

比較組中的至少一個，所述組包括所述上行信號和所述下行信號的相應最大振幅以及所述上行信號和所述下行信號的快速傅里葉變換即FFT的相應中心頻率；以及

響應于基于所述比較確定包括所述相應最大振幅和所述相應中心頻率的所述組中的至少一個不匹配，調整在所述第一電路或所述第二電路中的至少一個中的阻抗值使得在所述調整后所述上行信號的FFT的中心頻率與所述下行信號的FFT的中心頻率基本匹配。

2.根據權利要求1所述的電路系統，其中調整所述阻抗值包括利用所述微控制器：

將所述阻抗的第一分量設置在第一范圍的值的第一值，并且將所述阻抗的第二分量設置在第二范圍的值的第一值；

通過在所述第一換能器與所述第二換能器之間交換所述上行信號和所述下行信號并且確定所述上行信號和所述下行信號的最大振幅的差的絕對值，確定相應數據點的值；

遞增所述第二分量到所述第二范圍中的下一值，并且確定所述相應數據點的值，其中繼續遞增所述第二分量和確定所述相應數據點的值直到確定在所述數據點中的局部最小值；

將所述第二分量設置到對應于所述局部最小值的值；

遞增所述第一分量到所述第一范圍中的下一值，并且確定所述相應數據點的值，其中繼續遞增所述第一分量和確定所述相應數據點的值直到確定在所述數據點中的全局最小值；以及

將所述第一分量設置到對應于所述全局最小值的值。

3.根據權利要求2所述的電路系統，其中：

當所述第二分量已被設置到所述第二范圍中的所有值或所述相應數據點的值不再變得小于前面的值時，所述局部最小值被確定，以及

當所述第一分量已被設置到所述第一范圍中的所有值或所述相應數據點的值不再變得小于前面的值時，所述全局最小值被確定。

4.根據權利要求3所述的電路系統，其中所述第一分量是電阻并且所述第二分量是電容。

5.根據權利要求2所述的電路系統，其中確定所述相應數據點的值進一步包括確定所述上行信號的FFT的中心頻率和所述下行信號的FFT的中心頻率的差的絕對值。

6.一種超聲波流量計系統，所述超聲波流量計系統包括：

彼此隔開的第一和第二換能器；

和所述第一換能器關聯的第一電路；

和所述第二換能器關聯的第二電路；

微控制器，其可操作地連接到所述第一和第二換能器；

存儲器，其可操作地連接到所述微控制器并且包含指令，當所述指令被所述微控制器執行時，使得所述微控制器：

控制在所述第一換能器與所述第二換能器之間的上行信號和下行信號的交換，其中所述上行信號由所述第一換能器發送并且由所述第二換能器接收，并且所述下行信號由所述第二換能器發送并且由所述第一換能器接收；

比較組中的至少一個，所述組包括所述上行信號和所述下行信號的相應最大振幅以及所述上行信號和所述下行信號的快速傅里葉變換即FFT的相應中心頻率；以及

響應于基于所述比較確定包括所述相應最大振幅和所述相應中心頻率的所述組中的至少一個不匹配，調整在所述第一電路或所述第二電路中的至少一個中的阻抗值使得在所述調整后所述上行信號的FFT的中心頻率與所述下行信號的FFT的中心頻率基本匹配。

7.根據權利要求6所述的超聲波流量計系統，其中所述第一換能器與所述第二換能器在流體通過流體管道的內壁限定的流動路徑的流動方向彼此隔開。