[发明专利]采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法

权利要求书

1.采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法，在流体通道两侧壁上间隔设置第一换能器、第二换能器，第一换能器、第二换能器的连线和流体的流动方向形成夹角，第一换能器、第二换能器轮流发射同样的2路超声波信号，并接收对方发射的超声波信号，确定2路超声波信号的接收时间差，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1：第一换能器、第二换能器轮流发射包含多个信号段的超声波信号，不同信号段具有互不相同的信号频率；

步骤2：第二换能器接收第一换能器发射的超声波信号，检测不同信号段的分界点即跳频点，依据跳频点的时刻以及各信号段的时长确定超声波信号的接收时刻；

步骤3：第一换能器接收第二换能器发射的超声波信号，检测不同信号段的分界点即跳频点，依据跳频点的时刻以及各信号段的时长确定超声波信号的接收时刻；

步骤4：比较步骤2和步骤3的超声波信号的接收时刻，计算时间差；

步骤5：采用时差法，根据步骤4的时间差，计算出流体的流速；

步骤2或步骤3中，所述检测不同信号段的分界点，查找超声波信号的所有波峰点、波谷点，通过波峰点或者波谷点计算每个正弦波信号周期，依据信号周期确定不同信号段的分界点，即跳频点；

步骤2中，第二换能器接收第一换能器发射的第一路超声波信号的接收时刻t₁₀，

t₁₀=t₁₁-Td1=t₁₂-Td2；

其中t₁₁为第一路超声波信号的第一跳频点的时刻，t₁₂为第一路超声波信号的第二跳频点的时刻，Td1为第一跳频点到接收时刻信号时长，Td2为第二跳频点到接收时刻信号时长；

步骤3中，第一换能器接收第二换能器发射的第二路超声波信号的接收时刻t₂₀，

t₂₀=t₂₁-Td1=t₂₂-Td2；

其中t₂₁为第二路超声波信号的第一跳频点的时刻、t₂₂为第二路超声波信号的第二跳频点的时刻；

时间差Δt=t₂₀-t₁₀；

采用时差法，根据时间差Δt，计算出河水的流速。

2.根据权利要求1所述的采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法，其特征在于，步骤2或步骤3中，所述检测不同信号段的分界点之前，对接收的超声波信号进行平滑滤波。

3.根据权利要求2所述的采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法，其特征在于，超声波信号为正弦波信号。

4.根据权利要求1所述的采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法，其特征在于，不同信号段包含相同数量的信号周期。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的采用跳频信号的时差式超声波流速测量方法，其特征在于，超声波信号的不同信号段的频率依次为204kHz、210kHz、205kHz、209kHz、206kHz、208kHz、207kHz。