[发明专利]一种超声波液位测量方法和超声波液位测量装置

权利要求书

1.一种超声波液位测量方法，其特征在于，包括：

向待测液面发射检测信号，其中，所述检测信号为超声波信号，发射所述检测信号的时间为第一时间点；

接收经所述待测液面反射回的超声波回波信号，并将所述超声波回波信号转换为电信号，以得到反馈信号，其中，所述反馈信号为振荡信号；

将所述反馈信号与预定信号强度阈值进行比较；

获取所述反馈信号首次大于所述预定信号强度阈值的时间，以得到第二时间点；

获取所述反馈信号大于所述预定信号强度阈值的持续时间，以得到时间补偿因子Δt；

计算所述第二时间点与所述第一时间点之间的时间差，得到测量传播时间t；

采用以下公式计算所述待测液面的液面距离L：其中，v为所述超声波信号在传输介质中的传播速度，λ为补偿时间，且λ＝f(x)|(x＝Δt)，且f(x)关于x单调递减。

2.根据权利要求1所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

在将所述反馈信号与预定信号强度阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：当所述反馈信号大于所述预定信号强度阈值时，产生一个脉冲信号；

其中，获取所述反馈信号首次大于所述预定信号强度阈值的时间，以得到第二时间点的步骤包括：获取首个所述脉冲信号产生的时间，以得到所述第二时间点；

获取所述反馈信号大于所述预定信号强度阈值的持续时间，以得到时间补偿因子的步骤包括：获取所述脉冲信号的持续产生时间，以得到所述时间补偿因子。

3.根据权利要求2所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

在将所述反馈信号与预定信号强度阈值进行比较的步骤之前，所述方法还包括：采用放大电路将所述反馈信号进行放大；

将所述反馈信号与所述预定信号强度阈值进行比较的步骤包括：将放大后的所述反馈信号与所述预定信号强度阈值进行比较；

在将放大后的所述反馈信号与预定信号强度阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：若在预定时间内没有产生所述脉冲信号，增大所述放大电路的增益。

4.根据权利要求3所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

在增大所述放大电路的增益之前，所述方法还包括：判断所述放大电路的增益是否达到预定最大增益；

其中，若所述放大电路的增益未达到所述预定最大增益，执行增大所述放大电路的增益的步骤，若所述放大电路的增益已达到所述预定最大增益，则产生报警信号。

5.根据权利要求3所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

所述预定信号强度阈值的取值范围为超声波液位计最小量程对应的最大振幅的50％至75％，其中，所述超声波液位计最小量程对应的最大振幅为预定液面的液面距离等于所述超声波液位计最小量程，且所述放大电路的增益处于预定最小增益时，由所述预定液面反射回的超声波回波信号得到的振荡信号的最大振幅。

6.根据权利要求3所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

所述预定时间的取值为超声波液位计最大量程对应的超声波传播时间，其中，所述超声波液位计最大量程对应的超声波传播时间为预定液面的液面距离等于所述超声波液位计最大量程，且所述放大电路的增益处于预定最大增益时，由所述预定液面反射回的超声波回波信号得到的振荡信号时，首次大于所述预定信号强度阈值的时间，与向所述预定液面发射超声波信号的时间之间的时间差。

7.根据权利要求1所述的超声波液位测量方法，其特征在于，

在计算补偿时间λ时，其中，补偿参数a和b为常数。

8.根据权利要求7所述的超声波液位测量方法，其特征在于，所述方法还包括确定补偿参数a和b的值的步骤，包括：

根据预定液面的液面距离和所述超声波信号在传输介质中的传播速度计算所述超声波信号到达所述预定液面的实际传播时间；

获取所述预定液面对应的测量传播时间和时间补偿因子；

根据所述实际传播时间与理论传播时间的差和所述时间补偿因子确定a和b的值。