[发明专利]超声波接收时间点的设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用超声换能器测量流体的流量及流速的方法，更具体地，涉及一种超声波接收时间点的设定方法，以便准确测量流体流速和流量。

背景技术

为了测量沿着管道流动的流体的流速及流量，使用超声波换能器收发超声波的方法，即所谓的“传波时间差法”被广泛使用。如图1所示，超声换能器发出的超声波与多个脉冲连接在一起形成一个群(packet)的形态，即以脉冲群(pulse packet)的形态输出，超声换能器接收超声波的同时输出一个相同形态的信号（即电压）。因此，在上述形态的脉冲群输出时应该将一个特定的时间点设置为超声波的接收时间点，由于上述接收时间点与超声波的行进时间有直接关系，因此正确设定接收时间点是正确测量流体流速和流量的重要因素。

原有的方法是通过使用与零交点(zero crossing)的方式来设定超声波的接收时间点。在这里，与零交点是指以零（电平）幅值为标准，正(+)相位负(-)相位交替振动的脉冲与零（电平）幅值(l₀)相交叉的时间点。但是，超声波不是单一的脉冲，而是具有脉冲 群的形态，接收一次超声波会产生多个与零交点，因此必须将多个与零交点中的一个与零交点时间点设定为超声波的接收时间点。原有的方法如图1所示，设定检测（电平）幅值(l₁)，将脉冲群和检测（电平）幅值(l₁)交叉后产生的与零交点时间点(Z)设定为超声波的接收时间点。但是超声波在流体内传递的过程中（尤其是通过小口径的管路时），发生的干扰信号可能会将超声波的形态变成如图1的虚线所示的形态。超声波变成这样的形态后，B部分之前的A部分会与检测（电平）幅值交叉，导致超声波的接收时间点比正常的时间点提前，即从Z提前到了Z′，最终导致流体的流量及流速的测量值出现错误。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种为了正确测量流体的流速和流量而正确设定超声波接收时间点的超声波接收时间点设定方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供的超声波接收时间点设定方法的特征包括：在超声换能器接收超声波时，以零电平幅值为标准，以正相位及负相位振动的电子脉冲群为基础设定超声波的接收时间点，设定阶段包括：

针对存在于上述正相位或负相位任何一个相位中的第1检测电平幅值，设定第1检测电平幅值的阶段；

针对存在于上述正相位或负相位的另外一个相位中，和零电平幅值的偏差小于第1检测电平幅值和零电平幅值之间偏差的第2检测电平幅值，设定第2检测电平幅值的阶段；

检测上述电子脉冲群的振幅，判断电子脉冲群是否与第2检测电平幅值相交叉的第1检测阶段；

检测上述电子脉冲群的振幅，电子脉冲群和第2检测电平幅值交叉后，判断第2检测电平幅值相反相位的电子脉冲群是否与第1检测电平幅值相交叉的第2检测阶段。

所述设定方法还包括检测上述电子脉冲群的振幅，上述电子脉冲群和上述第2检测电平幅值交叉前，判断上述第2检测电平幅值相反相位的电子脉冲群是否与上述第1检测电平幅值交叉的第3检测阶段,添加第3检测阶段后会得到更加准确的结果。

所述设定方法还包括当上述第1检测电平幅值和上述电子脉冲群交叉时，测量上述交叉时间点前产生与零交点的时间点到上述交叉时间点后产生与零交点的时间点之间的时间段，将上述测量的时间与超声波的标准时间进行比较的辅助检测阶段。

在上述本发明中，设定超声波的接收时间点前首先判断超声波的形态是否正常，然后以形态正常的电子脉冲群为基础设定超声波的接收时间点，这样就可以正确地设定超声波的接收时间点，最终也就可以正确地测量出流体的流量和流速了。

附图说明

图1是超声波的形态图；

图2是本发明的演示实例中设定超声波接收时间点的流程图；

图3是接收超声波时对应超声换能器输出的电子脉冲群。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。

图2是本发明的一则演示实例的超声波接收时间点设定方法流程图；图3是接收超声波时对应超声换能器输出的电子脉冲群(electrical pulse packet)的图例。