【技术实现步骤摘要】
基于超声波的流量测量方法及流量计
本专利技术涉及流量测量
，更具体地，涉及一种基于超声波的流量测量方法及流量计。
技术介绍
多普勒超声波流量计应用声学多普勒效应，根据反射声波和发射声波之间的频率差，即多普勒频移来计算被测液体的流速和流量。多普勒超声波流量计具有流速响应快，对流体压力、密度等因素不敏感，无零点偏移等优点，但是在低流速情况下，多普勒超声波流量计测量精度较低，测量误差较大。在运用FFT算法(快速傅里叶变换)进行多普勒信号频谱分析的流量计中，往往通过提高FFT频谱分辨率的方法提高测量精度，但是在满足多普勒信号采样频率的前提下，只能通过提高采样点数来提高FFT频谱分辨率，这样不仅增加了软件处理的工作，也要消耗更多的硬件存储空间和计算单元，从而增加了软硬件开销，不利于成本控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于超声波的流量测量方法及流量计，以提高低流速下的流量测量精度。一种基于超声波的流量测量方法，包括：步骤S1：设置超声波出射信号的频率f0；步骤S2：根据所述出射信号的频率f0和超声波流量计当前可测量的最大流速vmax计算FFT采样频率和混...
【技术保护点】
1.一种基于超声波的流量测量方法，其特征在于，包括：步骤S1：设置超声波出射信号的频率f0；步骤S2：根据所述出射信号的频率f0和超声波流量计当前可测量的最大流速vmax计算FFT采样频率和混频基准信号fr，其中，采用以下公式计算所述FFT采样频率fs：fs＝4fd，fd＝fmax‑f0，
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的流量测量方法，其特征在于，包括：步骤S1：设置超声波出射信号的频率f0；步骤S2：根据所述出射信号的频率f0和超声波流量计当前可测量的最大流速vmax计算FFT采样频率和混频基准信号fr，其中，采用以下公式计算所述FFT采样频率fs：fs＝4fd，fd＝fmax-f0，c为超声波在水中传播速度，θ为声波入射角；采用以下公式计算所述混频基准信号fr：fr＝f0-fc，fc＝fd；步骤S3：对超声波回波信号进行模数采样处理，得到采样信号；步骤S4：将所述采样信号与所述混频基准信号混频后进行频谱分析，得到功率谱；步骤S5：根据所述功率谱计算得到流速v；步骤S6：检测v是否大于Q*vmax，其中Q小于1；步骤S7：如果v>Q*vmax，则根据流速v计算流量；步骤S8：如果v≤Q*vmax，则设置vmax＝Q*vmax，返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的基于超声波的流量测量方法，其特征在于，步骤S2还包括：设置测量次数x为初始值，其中，所述初始值为0；步骤S7包括：步骤S71：记录流速v至流速组，设置x＝x+1；步骤S72：判断x是否达到预定测量次数，其中，当x达到预定测量次数时，执行步骤S73，当未达到所述预定测量次数时，返回步骤S3；步骤S73：计算所述流速组中所有v的平均值，并根据所述平均值计算所述流量。3.根据权利要求1或2所述的基于超声波的流量测量方法，其特征在于，在步骤S3中，以1/2倍的所述FFT采样频率fs对超声波回波信号进行模数采样处理。4.根据权利要求1或2所述的基于超声波的流量测量方法，其特征在于，在步骤S2之前，所述方法还包括：步骤S9：向超声发射换能器发送PWM信号，所述PWM信号的频率为所述出射信号的频率。5.根据权利要求1所述的基于超声波的流量测量方法，其特征在于，在步骤S7中，采用以下公式计算所述流量：所述流量＝流水截面积*v，其中流水截面积为已知量。6.根据权利要求1所述的基于超声波的流量测量方法，其特征在于，在步骤S5中，根据所述功率谱计算计算所述流速v包括：选取功率谱上幅值最大的点的频率作为计算多普勒频移信号f′1，则多普勒回波信号的频率f1为f1＝fr+f′1；采用以下公式计算所述流速v，7.一种基于超声波...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝敬全，侯绪彬，赵吉祥，王淑平，马述杰，
申请(专利权)人：泰华智慧产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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