[发明专利]一种超声波流量计自动校准时间偏差的方法

权利要求书

1.一种超声波流量计自动校准时间偏差的方法，其特征在于该方法具体是：

首先在流量计装置的流道内为空气的状态下，气体流速为0，将流量计装置设置成学习状态，获取到静态空气下的参数：t_0kAB、t_0kBA、Δt_0k，并存入系统，将Δt_0k设置为初始的系统时间偏移量；t_0kAB为静态空气状态下A换能器发出超声波到达B换能器的飞行时间，t_0kBA为静态空气状态下B换能器发出超声波到达A换能器的飞行时间；Δt_0k＝t_0kBA-t_0kAB，为静态空气状态下的时间偏移量；

然后将流量计装置接入工作管路，流量计装置的流道内为实际测量气体的状态；流量计装置进入工作状态，流量计装置的主控单元定时触发电路信号开关，轮流激发A换能器和B换能器，计时芯片记录每一个周期换能器发出超声波的时间和接收到的时间，得到参数t_sAB和t_sBA；t_sAB为实际测量气体状态下A换能器发出超声波到达B换能器的飞行时间，t_sBA为实际测量气体状态下B换能器发出超声波到达A换能器的飞行时间；一个周期为连续的A换能器发出超声波的时间、B换能器接收到超声波的时间、B换能器发出超声波的时间、A换能器接收到超声波的时间；获得第一个周期的静态实际测量气体状态下的时间偏移量Δt_0s：

最后进行判断：如果|Δt_0s-Δt_0k|≥Δτ，将Δt_0s设置为下一个周期内的系统时间偏移量，即新的时间偏移量补偿值；如果|Δt_0s-Δt_0k|＜Δτ，则下一个周期内的系统时间偏移量仍为Δt_0k；Δτ为设置的阈值；

每个周期的Δt_0s均与Δt_0k进行比较，根据结果确定下一个周期超声波流量计的时间偏移量补偿值。

2.根据权利要求1所述的一种超声波流量计自动校准时间偏差的方法，其特征在于确定的静态实际测量气体状态下的时间偏移量Δt_0s的具体方法如下：

由时差法原理，

t_AB为超声波在通道中从A换能器到达B换能器的飞行时间，t_BA为超声波在通道中从B换能器到达换能器A的飞行时间；v为气体在通道中的流速，C为超声波在气体介质中的速度；L为A换能器与B换能器之间的距离，θ为A换能器和B换能器连线与气体流向之间的夹角；

根据公式(1)得到：

v_k为空气的气体流速，t_kAB为空气状态下A换能器发出超声波到达B换能器的飞行时间，t_kBA为空气状态下B换能器发出超声波到达A换能器的飞行时间，Δt_k＝t_kBA-t_kAB，为空气状态下的时间差；v_s为实际测量气体的气体流速，Δt_s＝t_sBA-t_sAB，为实际测量气体状态下的时间差；

当v_k＝v_s时：

则，当v_k＝v_s＝0时：

t_0sAB为静态实际测量气体状态下A换能器发出超声波到达B换能器的飞行时间，t_0sBA为静态实际测量气体状态下B换能器发出超声波到达A换能器的飞行时间，Δt_0s＝t_0sBA-t_0sAB；

由时差法原理(1)计算出：

C_s为超声波在实际测量气体中的速度,v_s为实际测量气体在通道中的流速；则：

且当v_s＝0时，

C_0s为超声波在静态实际测量气体中的速度；

由于在气体介质中，超声波的速度不受实际测量气体在通道中的流速v_s的影响，即C_0s＝C_s；综合公式(6)和(7)，得到：

由公式(4)得到：