[发明专利]一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法

权利要求书

1.一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，包括：

步骤1：初次设定首波阈值，超声波回波信号的幅值通过放大器电路后被调整在设定的范围内，初次设定的首波阈值电压满足小于该范围的下限值；

步骤2：发射预设数目的超声波，且稳定波的数量大于等于四个；

步骤3：以步骤1的首波阈值为基础，经过比较器电路，分别测量首波、第二波、第三波和第四波的脉宽时间，并计算得到任意相邻两个回波的脉宽比,首波和第二波的脉宽比记为K₁₂，第二波和第三波的脉宽比记为K₂₃，第三波和第四波的脉宽比记为K₃₄；

步骤4：计算分析出步骤3所述的脉宽比数据，根据设定的首波阈值将检测到的第一个波作为首波，若K12=K23=K34=100%，则将首波判定为稳定波，若K12＜K23=K34=100%，则判定首波为启动波，若步骤4判定为稳定波，则进一步设定更小的首波阈值，并重复步骤2至步骤4，直至首波判定为启动波为止；

步骤5：若步骤4判定为启动波，则进一步设定更小的首波阈值；

步骤6：重新发射超声波，发射波的数目等于或小于步骤2的预设数目；

步骤7：测量首波、第二波的脉宽时间，并计算它们的脉宽比，记为K12´；

步骤8：记录脉宽比K12´出现极小值的次数，每出现一次则代表测量到的首波向前偏移了一个发射波周期；

步骤9：比较脉宽比K12´出现极小值的次数和与换能器特性相关的启动波个数N的关系，若极小值次数小于N，则重复步骤5至步骤8；若极小值次数等于N，则进行下一步；

步骤10：计量装置处理每一组设定的首波阈值及其对应的脉宽比，设定预设首波阈值；

步骤11：首波阈值设定完毕，转入正常的流量计量模式；

其中，所述步骤10设定预设首波阈值中，设定首波阈值的依据具体为：

确定一个回波作为首波，确定脉宽比K12，经过M个脉宽比的极小值后，将倒数第M个启动波设置为首波，与选定的脉宽比K12´相对应的阈值电压则设定为最终的首波检测阈值电压。

2.根据权利要求1所述的一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，所述的步骤4，判定是稳定波还是启动波的依据，脉宽比数值100%的误差范围为97.5%~100%。

3.根据权利要求1所述的一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，所述的步骤10，最优脉宽比K₁₂´的设定误差范围为55%±2.5%。

4.根据权利要求1所述的一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，所述首波阈值设定完毕后，在正常流体计量模式下实时监测首波的脉宽比K₁₂´与判断脉宽比是否偏离期望范围，若偏离期望范围，则重新启动首波检测阈值动态调整流程与重新设定首波检测阈值电压。

5.根据权利要求1所述的一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，若超声波流量计量装置或芯片检测到的流体温度或流体压力的达到预设阈值范围，则重新启动首波检测阈值设定流程，并重新设定首波检测阈值电压。

6.根据权利要求1所述的一种用于超声波流量计量装置的首波检测阈值设定方法，其特征在于，所述步骤5中设定更小的首波阈值的设定规则，具体为：

设定规则为若脉宽比K12或K12´的值超出了期望的脉宽比范围，则采用粗调模式，步长值为16mV，若脉宽比K12的值已经落在了期望的脉宽比范围内，则采用细调模式，步长值为2mV。