[发明专利]一种基于回波信号包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法

权利要求书

1.一种基于回波信号包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法，其特征在于：通过基于回波信号上包络拟合或基于回波信号上、下包络拟合或改进的基于回波信号上、下包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法处理回波信号，找到一个稳定的特征点，确定超声波信号顺、逆流传播时间，计算气体流量；

其中，基于回波信号上包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法，首先以上包络上升段定位点的幅值作为基准，对距离该点最近的三个峰值点进行直线拟合，得到一条特征直线；选取特征直线与X轴的交点作为特征点，确定超声波信号顺、逆流传播时间，计算气体流量；

其中，基于回波信号上、下包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法，首先以上包络上升段定位点的幅值作为基准，对距离该点最近的三个峰值点进行直线拟合，得到一条特征直线；然后，以下包络下降段定位点的幅值作为基准，对距离该点最近的三个峰值点进行直线拟合，得到第二条特征直线；选取两条特征直线的交点作为特征点，确定超声波信号顺、逆流传播时间，计算气体流量；

其中，改进的基于回波信号上、下包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法，首先以上包络上升段定位点的幅值作为基准，对距离该点最近的三个峰值点进行直线拟合，得到一条特征直线；然后，以下包络下降段定位点的幅值作为基准，对距离该点最近的三个峰值点进行直线拟合，得到第二条特征直线；将下包络拟合直线向上平移一定距离，选取平移过后两条特征直线的交点作为特征点，确定超声波信号顺、逆流传播时间，计算气体流量。

2.如权利要求1所述的一种基于回波信号包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法，其特征在于：基于回波信号上包络拟合的气体超声波流量计信号处理方法分析回波信号包络线的变化规律，建立了回波信号上包络上升段的数学模型，得出回波信号上包络上升段拟合峰值点的范围；其具体步骤为：

(1)采用四阶巴特沃斯带通滤波器对采集到的一组回波信号进行滤波处理，通带范围为120kHz～280kHz，得到滤波后的回波信号；

(2)以上包络变化率最大点归一化后的幅值0.52为基准，寻找距离该点最近的三个峰值点，坐标记为(x_n，y_n)(n＝1，2，3)；对三个峰值点进行直线拟合，可得特征直线y₁＝K₁x+B₁，K₁为直线的斜率，B₁为直线的截距；

式中，为三个峰值点横坐标的平均值，为三个峰值点纵坐标的平均值；

(3)计算特征直线与X轴的交点即为特征点，进而确定超声波信号顺、逆流传播时间，计算气体流量。