[发明专利]超声波测速装置及其测速方法

说明书

本发明属于超声波流量检测技术领域，本发明提供超声波测速装置及其测速方法，超声波测速装置包括时间数字转换模块、超声波换能器、补偿调整模块、比较器、屏蔽模块以及脉冲宽度检测模块；时间数字转换模块向超声波换能器输出开始信号；超声波换能器向屏蔽模块输出超声波正弦波信号；屏蔽模块通过设置屏蔽窗对超声波正弦波信号进行屏蔽；比较器根据补偿信号和屏蔽后的超声波正弦波获得方波信号，并对方波信号进行过滤并获取首波信号及序列方波，时间数字转换模块根据开始信号和序列方波获取超声波传播时间差，通过设置屏蔽模块屏蔽接收超声波中的干扰信号，避免了错误将干扰信号认为时超声波回波信号，从而产生错误的时间计算和流速计算的问题。

技术领域

本发明属于超声波流量检测技术领域，尤其涉及超声波测速装置及其测速方法。

背景技术

目前，公知的超声波计量芯片中，用于进行超声波回波识别的比较器都采用固定的电压补偿值，在超声波检测中，识别首波是非常重要的一个步骤，若采用固定的电压补偿值，在外界干扰的情况下很可能误判，当补偿值过低时，可能会不能过滤一些噪声信号，会将噪声信号误判为超声波信号，当补偿值过高，则可能过滤掉超声波信号方波的首波，造成测量结果偏差。当水质过差或传感器探头被污染或覆盖，比如长时间使用时造成传感器探头结垢的情况下，超声波测试信号衰减会很严重，首波脉冲信号会随着结垢的厚度增加，其幅值越来越小，采用固定补偿值时，幅值太小的首波会无法识别，使计量结果产生很大误差，特别是由于测量环境的复杂性，比如水管中，由于杂质和水管壁存在，超声波可能会发生反射、衍射或管道位于不稳定环境，比如容易震动的环境中，在超声波飞行时间的测量时，由于这些噪声元素的存在，在噪声信号过大时，探头可能会错误的认为是接收到了超声波回波信号，从而产生错误的时间计算和流速计算。

综上所述，现有技术中存在超声波信号中存在干扰信号导致将其误认为超声波回波信号从而产生错误的时间计算和流速计算的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供的超声波测速装置及测速方法，以解决现有技术中存在超声波信号中存在干扰信号导致将其误认为超声波回波信号从而产生错误的时间计算和流速计算的缺陷。

本发明实施例第一方面提供一种超声波测速装置，所述超声波测速装置包括时间数字转换模块、超声波换能器、补偿调整模块、比较器、屏蔽模块以及脉冲宽度检测模块；

所述时间数字转换模块的输出端连接所述超声波换能器的输入端，所述超声波换能器的输出端连接所述屏蔽模块所述比较器的第一输入端，所述屏蔽模块的输出端连接所述比较器的第一输入端，所述比较器的输出端连接所述脉冲宽度检测模块的输入端和所述时间数字转换模块屏蔽模块的输入端，所述脉冲宽度检测模块的输出端连接所述补偿调整模块的输入端，所述补偿调整模块的输出端连接所述比较器的第二输入端，所述比较器屏蔽模块的输出端连接所述时间数字转换模块的输入端；

所述时间数字转换模块向所述超声波换能器输出开始信号并开始计时；

所述超声波换能器根据所述开始信号向所述比较器输出超声波正弦波信号；

所述屏蔽模块通过设置屏蔽窗对所述超声波正弦波信号进行屏蔽；

所述比较器将经过屏蔽的超声波正弦波与所述补偿调整模块输出的第一补偿信号进行比较后输出方波信号；

所述脉冲宽度检测模块根据所述方波信号判定信号衰减率超过预设值时输出补偿调整信号给所述补偿调整模块；

所述补偿调整模块根据所述补偿调整信号输出第二补偿信号给所述比较器；

所述比较器将经过屏蔽的超声波正弦波与所述第二补偿信号进行比较，以对所述方波信号进行过滤以获取首波信号，并输出首波信号与其后面的方波信号构成的序列方波给所述时间数字转换模块；

所述时间数字转换模块根据所述开始信号和所述序列方波获取超声波传播时间差