[發明專利]一種多頻陣列超聲波流量計

有效

• 申請號: 202110316820.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112964319B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李蕊;李立鵬;劉冰;郭桂梅;楊鵬
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: G01F1/667
• 分類號: G01F1/667
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

1.一種多頻陣列超聲波流量計，其特征在于，包括

第一多頻陣列超聲波換能器(100)和第二多頻陣列超聲波換能器(200)；

其中，第一多頻陣列超聲波換能器(100)和第二多頻陣列超聲波換能器(200)，分別密封安裝在一個超聲波流量計管體(1)上下兩側的預設開孔中；

超聲波流量計管體(1)內，具有橫向流動的介質；

其中，第一多頻陣列超聲波換能器(100)和第二多頻陣列超聲波換能器(200)，兩者為中心對稱；

其中，第一多頻陣列超聲波換能器(100)，包括第一主換能器(101)、第二主換能器(102)和第三主換能器(103)；

第二多頻陣列超聲波換能器(200)，包括第一次換能器(201)、第二次換能器(202)和第三次換能器(203)；

其中，多頻陣列超聲波流量計包括測量電路，該測量電路包括頻率F1激勵波發生器、頻率F2激勵波發生器、頻率F3脈沖波發生器、正弦調制波發生器、第一乘法調制模塊、第二乘法調制模塊、時差法處理電路模塊、第一相差法處理電路模塊、第二相差法處理電路模塊和CPU模塊；

其中，第一乘法調制模塊，分別與第二主換能器(102)、頻率F1激勵波發生器和正弦調制波發生器相連接；

第二乘法調制模塊，分別與第三次換能器(203)、頻率F2激勵波發生器和正弦調制波發生器相連接；

其中，正弦調制波發生器，用于生成正弦調制波；

頻率F1激勵波發生器和頻率F2激勵波發生器，分別用于生成載波；

第一乘法調制模塊，用于將正弦調制波發生器生成的正弦調制波，以及頻率F1激勵波發生器生成的載波，執行預設的乘法操作，獲得正弦波調制幅值的激勵波形，即獲得載波頻率為F1的連續調幅超聲波信號，然后用來激勵第二主換能器(102)，即實現連續調幅波激勵；

第二主換能器(102)，作為超聲波發射換能器，用于將載波頻率為F1的連續調幅超聲波信號作為第二超聲波發射信號，向第二次換能器(202)發射；

第二次換能器(202)，作為超聲波接收換能器，用于接收第二主換能器(102)發射的載波頻率為F1的連續調幅超聲波信號，然后作為第二超聲波接收信號，輸出給第二相差法處理電路模塊；

第二乘法調制模塊，用于將正弦調制波發生器生成的正弦調制波，以及頻率F2激勵波發生器生成的載波，執行預設的乘法操作，獲得正弦波調制幅值的激勵波形，即獲得載波頻率為F2的連續調幅超聲波信號，然后用來激勵第三次換能器(203)，即實現連續調幅波激勵；

第三次換能器(203)，作為超聲波發射換能器，用于將載波頻率為F2的連續調幅超聲波信號作為第一超聲波發射信號，向第三主換能器(103)發射；

第三主換能器(103)，作為超聲波接收換能器，用于接收第三次換能器(203)發射的載波頻率為F2的連續調幅超聲波信號，然后作為第一超聲波接收信號輸出給第一相差法處理電路模塊；

其中，頻率F3脈沖波發生器，分別與第一主換能器(101)和第一次換能器(201)相連接，用于通過脈沖波，交替地激勵第一主換能器(101)和第一次換能器(201)；

其中，時差法處理電路模塊，分別與第一主換能器(101)和第一次換能器(201)相連接，用于對第一主換能器(101)和第一次換能器(201)在激勵后輸出的超聲波進行預設時差法處理操作，然后再將經過預設時差處理操作的超聲波，輸出給CPU模塊；

第一相差法處理電路模塊，與第三主換能器(103)相連接，用于對第三主換能器(103)輸出的第一超聲波接收信號進行預設相差法處理操作，然后輸出給CPU模塊；

第二相差法處理電路模塊，與第二次換能器(202)相連接，用于對第二次換能器(202)輸出的第二超聲波接收信號進行預設相差法處理操作，然后輸出給CPU模塊；

CPU模塊，分別與時差法處理電路模塊、第一相差法處理電路模塊和第二相差法處理電路模塊相連接，用于根據預設的時差法計算公式，計算得到流體的流速。