[发明专利]用于确定具体地在超声波流量计中的超声波脉冲串的传输时间的方法、流量计

说明书

描述了一种用于确定具体地在超声波流量计中的超声波脉冲串的传输时间的方法，所述方法包括：生成具有第一频率的第一传输信号并且检测第一接收信号；生成具有不同于所述第一频率的第二频率的第二传输信号并且检测第二接收信号。这种方法应该允许以低成本来可靠地检测所述传输时间。为此，基于这两个接收信号(10，11)的特性的时间函数被用于确定所述传输时间。

技术领域

本发明涉及一种用于确定具体地在超声波流量计中的超声波脉冲串的传输时间的方法，所述方法包括：生成具有第一频率的第一传输信号并且检测第一接收信号；生成具有不同于第一频率的第二频率的第二传输信号并且检测第二接收信号。

此外，本发明涉及一种流量计，具体地为超声波流量计，包括：用于生成具有第一频率的第一传输信号的装置以及用于检测第一接收信号的装置、用于生成具有不同于所述第一频率的第二频率的第二传输信号的装置以及用于检测第二接收信号的装置。

背景技术

例如从EP 2 511 673 A1中已知这种方法和这种流量计。

该方法基于传输时间差原理在超声波流量计中尤其有用。测量在流管中相对放置的两个换能器之间上游和下游传输的声音脉冲串的传输时间。流速与上游传输时间与下游传输时间之间的差成正比。

测量的精度因此取决于确定传输时间的精度。通常，用于确定传输时间的设备的成本随精度的提高而增加。本发明的目的是利用低成本可靠地确定传输时间。

发明内容

此目的是利用开篇所述的方法这样解决的：基于该两个接收信号特性的时间函数被用于确定传输时间。

当使用具有不同频率的两种传输信号时，获得相应接收信号。这些接收信号示出了可以被用于获得时间函数的特性。时间函数进而可以被用于确定传输时间。测量传输时间的主要优点为声音变化的速度是直接补偿的，与经由温度测量以及在介质的声音速度与介质温度之间的已知关系而间接地测量相反。

在优选实施例中，将所述第一接收信号的预定特性满足预定条件的时间确定为第一时间，将所述第二接收信号相应预定特性满足所述条件的时间确定为第二时间，将所述第一接收信号的所述预定特性稍后再次满足所述条件的时间确定为第三时间，将所述第二接收信号的所述预定特性稍后再次满足所述条件的时间确定为第四时间，确定所述第二时间与所述第一时间之间的第一时间差，确定所述第四时间与所述第三时间之间的第二时间差，并且使用时间差随时间的函数来确定所述传输时间，所述函数至少包括：一对所述第一时间差与所述第一时间和所述第二时间之一、以及一对所述第二时间差与所述第三时间和所述第四时间之一。优选地，所述预定特性为振幅水平。具体而言，优选的是所述预定条件为过零点。然而，除了严格地过零点之外，可以使用另一信息，例如使用来自模数转换器的可以从中提取类似信息的样本。在信号的最小噪声敏感部分(即，过零点或过零点附近)进行测量。由于使用了过零点，该方法在很大程度上与接收信号振幅无关。因为可以避免分开的触发电路，所以该方法可以利用低成本来实现。该方法对接收信号形状中的变化相对不敏感。当生成第一传输信号时，相应脉冲串从传输器传输至接收器。接收器检测接收信号。术语“传输器(transmitter)”和“接收器(receiver)”用于解释这些元件的特定功能。基本上，使用可以传输和接收信号并且因此充当传输器和接收器两者的换能器。本发明的实施例是基于时间差与对应时间之间的关系遵循唯一函数的思想。此函数包括起始点，在该起始点中，这两个具有不同频率的接收信号之间的时间差为零。此起始点因此反映了传输时间。术语“过零点(zero crossing)”用于简化解释。其不限于恰好是信号与其自身平均值交叉的点。具体地，可以在信号的平均值附近限定另一信号水平，其交叉也被认为是“过零点”。过零点还覆盖使用数字采样信号的情况，其中，可以通过各种方法从信号在“过零点”周围或信号峰值周围的一个或若干个样本中推导出对应于过零点时间的信息。存在若干种从采样信号中导出对应于信号过零点或针对信号峰值的信息的方法。下文中所概述的方法应该仅被认为是当存在多种其他方法时可以如何导出信息的示例。其中有涉及傅里叶变换的各种方法。