[发明专利]一种基于零点分析的时差式超声波流量计测量方法

权利要求书

1.一种基于零点分析的时差式超声波流量计的测量方法，其特征在于，其方法为: 

（1）脉冲驱动信号数据采集；

发出脉冲驱动信号后，启动时差式超声波流量计的A/D转换进行数据采集，采集数据个数                                                ，所采集的数据时刻点,其中，为自然数；

（2）寻找零点值；

将采集的个数据进行零点分析，判断是否为过零点，若满足过零法则条件之一，则判断为过零点；反之，则否,返回步骤（1）进行继续采集；

（3）至少选择3个相邻过零点，并判断是否为超声波信号过零点；

通过上述步骤（2）的过零分析后，至少选取三个过零点、、，其中，为自然数，且1≤≤;

当、、同时满足超声波零点分析法条件时，则、、判断为超声波信号过零点，上述超声波零点分析法条件如下：

超声波信号半波长*（1-δ₁） ≤ 与间半波长 ≤ 超声波信号半波长*（1+δ₁）；

超声波信号半波长*（1-δ₂） ≤ 与间半波长 ≤ 超声波信号半波长*（1+δ₂）；

与间半波极性 ≠ 与间半波极性；

其中，δ₁和δ₂是换能器导致的超声波信号正负半波的误差率；

   当不满足上述超声波零点分析法则条件，则选取下一相邻点继续超声波零点分析法条件判断，若所有过零点均未满足超声波零点分析法则条件，则返回步骤（1）；

（4）选取超声波接收信号中的第一个过零点来确定超声信号到达时刻，计算顺逆流传播时间；

根据上述步骤（4）,选取Z₀、Z₁、Z₂为相邻的3个超声波信号过零点，其中，Z₀为超声波接收信号中启动A/D转换进行数据采集的第一个超声波过零时刻点；则顺逆流传播时间T，

即

其中，T_g是从发出脉冲驱动信号到启动A/D转换进行数据采集前的时间，T_z是从启动A/D转换进行数据采集后到出现第一个超声波过零时刻点Z₀间的时间；

（5）然后通过顺逆流传播时间计算所测断面的瞬时流量。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述过零法则条件如下：

当前点幅值等于0；

当前点幅值小于0但下一个点幅值大于0；

当前点幅值大于0但下一个点幅值小于0。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中，计算断面的瞬时流量的步骤为：首先根据下列公式一计算瞬时流速V：

               公式一

其中α为流速与超声波传播路径的夹角，

进而计算出断面的瞬时流量：

其中，S为所测断面面积。