[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

摘要

本发明公开了一种基于零点分析的时差式超声波流量计的测量方法，其是通过零点分析法准确确定顺逆流传播时间的方法，其方法为:（1）发出脉冲驱动信号后，启动A/D转换进行数据采集；（2）寻找零点值；（3）判断是否为超声波信号过零点；（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，计算出顺逆流传播时间；（5）通过顺逆流传播时间计算所测断面的瞬时流量。本发明的超声波信号零点不受外部环境的影响，即使在信号较弱、波动较大以及干扰强烈的情况下，均能检测到零点，准确测量出超声波信号在流体中的顺逆流传播时间，极大地提高了时差法超声波流量计的计量精度，彻底解决现有阈值比较法带来的问题。

主权项

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。