一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法及电路技术

技术编号:24796497 阅读:37 留言:0更新日期:2020-07-07 20:36
本发明专利技术公开了一种相位差式超声波流量计的流量检测方法,包括:获取接收信号;将获取的接收信号与参考信号的相位差进行比较;根据比对的结果,判断超声波的流速是否发生异常。在本发明专利技术中,通过设置了流速异常检测电路实现对异常流速的检测,将对其超声波流速的实时检测,通过进行检测,将参考信号和接收信号之间的相位差进行比对检测,实现流速异常的实时监控,并通过控制电路进行及时的反馈,避免了气体的流速在测量过程中发生较大的改变问题。

【技术实现步骤摘要】
一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法及电路
本专利技术涉及超声波流量计装置,尤其涉及一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法及电路。
技术介绍
目前市场上主流的超声波流量计多是利用流体(液体、空气)对超声波传播速度的影响来进行测量。通过分别对顺流和逆流方向进行一次超声波传播时间的测量,得到两次测量的时间差Δt,然后根据声速c、超声波换能器之间的距离L以及超声波换能器和管道夹角θ即可计算出管道中流体的流速,为:测量流速可以直接通过测量时差Δt得到,也可以通过将时差转化为相位差进行测量。如申请号为201020580382.7中描述的一种相位差式超声波流量计计量装置,流量计通过比较超声波换能器接收到的信号和参考信号之间的相位差,通过F/V转换电路和模拟数字转换器后计算得到Δt和流体速度。但是上述相位差式超声波流量计存在一个问题,即相差检测过程中需要信号保持稳定,而一旦气体的流速在测量过程中发生较大的改变,那么所得到的测量结果就是错误的,需要被剔除重新测量。基于以上存在的技术问题,本专利技术提供了解决以上技术问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法及电路,通过设置了流速异常检测电路实现对异常流速的检测,并通过控制电路进行及时的反馈,避免了错误信息获取的发生。本专利技术提供的技术方案如下:一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,包括:包括:获取接收信号;将获取的接收信号与参考信号的相位差进行比较;根据比对的结果,判断超声波的流速是否发生异常。进一步优选的,包括:将接收信号的上升沿,或下降沿的个数与参考信号的上升沿的个数对应的在设定时间周期内统计接收信号以及参考信号的上升沿的个数进行比对;当接收信号的上升沿的个数与对应的参考信号的上升沿的个数不等时,则判断所述接收信号发生异常。进一步优选的,包括:在设定时间周期内统计接收信号以及参考信号的下降沿的个数;将接收信号的下降沿的个数与参考信号的下降沿的个数对应的进行比对;当接收信号的下降沿的个数与对应的参考信号的下降沿的个数不等时,则判断所述接收信号发生异常。进一步优选的,包括:在设定的时间周期分别获取接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间;将获取的接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间进行比对;当在接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间不等时,则判断所述接收信号发生异常。进一步优选的,包括:在设定的时间周期内分别获取接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间;将获取的接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间进行比对;当在接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间不等时,则判断所述接收信号发生异常。一种相位差式超声波流量计的流量异常检测电路,可执行上述所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,还包括:发送超声波信号的第一换能器,接收超声波信号的第二换能器,信号处理电路,相差检测电路,流速异常检测电路以及控制电路;第一换能器向第二换能器发送超声波信号;第二换能器将接收到的超声波信号发送至信号处理电路;信号处理电路将接收的超声波信号进行处理后,通过相差检测电路与参考信号进行比对,比对后的结果同时发送至控制电路,以及流速异常检测电路;流速异常检测电路进行相位差的计算,控制电路根据比对后的结果,进一步的判断超声波的流速是否异常。进一步优选的,所述流速异常检测电路包括:第一计数器U10,第二计数器U11;第一计数器U10的第1管脚1CK端与所述信号处理电路通信连接;第一计数器U10的第3管脚1QA端与第二计数器U11的第1管脚1CK端通信连接;第一计数器U10的第11管脚2QA端分别与第二计数器U11的第2管脚1CLK端,及第12管脚2CLR端通信连接;第一计数器U10的第13管脚2CK端与所述相差检测电路以及控制电路通信连接;第二计数器U11的第3管脚1QA端、第二计数器U11的第4管脚1QB端、第二计数器U11的第10管脚2QB端、第二计数器U11的第11管脚2QA端都与控制电路的输入端对应通信连接。进一步优选的,所述信号处理电路包括:第一运放U6,第二运放U7;第一运放U6的第一反向输入端与所述信号切换电路通信连接;第一运放U6的第一输出端通过由电容C7以及电阻R8组成的RC电路与第一运放U6的第二输出端,及第一运放U6的第二反向输入端,及第二运放U7的第3管脚PV端通信连接;第二运放U7的第1管脚Q端与相差检测电路的输入端通信连接。进一步优选的,所述相差检测电路包括:鉴频鉴相器U8,第三运放U9;鉴频鉴相器U8的第5管脚信号输入端与所述信号处理电路通信连接;鉴频鉴相器U8的第10管脚信号输出端通过限流电阻R11与第三运放U9的第三管脚同相输入端通信连接;第三运放U9的第6管脚信号输出端分别与控制电路、以及流速异常检测电路通信连接。进一步优选的,还包括,信号切换电路:所述信号切换电路分别与所述第一换能器和第二换能器通信连接;在所述信号切换电路中设置有4个开关芯片,分别为:开关芯片U1、开关芯片U2、开关芯片U3、开关芯片U4;开关芯片U1以及开关芯片U2的第一开关端(S)通信连接,且通过电容器C1接地;开关芯片U3以及开关芯片U4的第一开关端(S)通信连接,且通过电容器C2接地;开关芯片U1以及开关芯片U3的第二开关端(D)通信连接,且与发送驱动电路通信连接;开关芯片U2以及开关芯片U4的第二开关端(D)通信连接,且与信号处理电路通信连接。本专利技术提供的一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法及电路,至少带来以下一种有益效果如下:在本专利技术中,通过设置了流速异常检测电路实现对异常流速的检测,其具体,将对其超声波流速的实时检测,通过进行检测,将参考信号和接收信号之间的相位差进行比对检测,实现流速异常的实时监控,并通过控制电路进行及时的反馈,避免了气体的流速在测量过程中发生较大的改变问题时,检测的信息发生错误的问题。在本专利技术中,通过设置流速异常检测电路为相差检测过程实时检测信号的稳定状态,而一旦气体的流速在测量过程中发生较大的改变,避免了被剔除重新测量的问题,从而造成工作效率低的问题。附图说明下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的一个实施例的结构图;图2是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的另一个实施例的电路图;图3是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的另一个实施例的电路图;图4是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的另一个实施例的电路图;图5是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方法的另一个实施例的电路图;图6是本专利技术一种相位差式超声波流量计的流量异常检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相位差式超声波流量计的流量检测方法,其特征在于,包括:/n获取接收信号;/n将获取的接收信号与参考信号的相位差进行比较;/n根据比对的结果,判断超声波的流速是否发生异常。/n

【技术特征摘要】
1.一种相位差式超声波流量计的流量检测方法,其特征在于,包括:
获取接收信号;
将获取的接收信号与参考信号的相位差进行比较;
根据比对的结果,判断超声波的流速是否发生异常。


2.根据权利要求1所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,其特征在于,包括:
将接收信号的上升沿,或下降沿的个数与参考信号的上升沿的个数对应的在设定时间周期内统计接收信号以及参考信号的上升沿的个数;
进行比对;
当接收信号的上升沿的个数与对应的参考信号的上升沿的个数不等时,则判断所述接收信号发生异常。


3.根据权利要求1所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,其特征在于,包括:
在设定时间周期内统计接收信号以及参考信号的下降沿的个数;
将接收信号的下降沿的个数与参考信号的下降沿的个数对应的进行比对;
当接收信号的下降沿的个数与对应的参考信号的下降沿的个数不等时,则判断所述接收信号发生异常。


4.根据权利要求1所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,其特征在于,包括:
在设定的时间周期分别获取接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间;
将获取的接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间进行比对;
当在接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的上升沿持续的时间不等时,则判断所述接收信号发生异常。


5.根据权利要求1所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,其特征在于,包括:
在设定的时间周期内分别获取接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间;
将获取的接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间进行比对;
当在接收信号以及参考信号中相邻两个脉冲的下降沿持续的时间不等时,则判断所述接收信号发生异常。


6.一种相位差式超声波流量计的流量异常检测电路,其特征在于,可执行权利要求1-5任由所述相位差式超声波流量计的流量异常检测方法,其特征在于,还包括:发送超声波信号的第一换能器,接收超声波信号的第二换能器,信号处理电路,相差检测电路,流速异常检测电路以及控制电路;
第一换能器向第二换能器发送超声波信号;
第二换能器将接收到的超声波信号发送至信号处理电路;
信号处理电路将接收的超声波信号进行处理后,通过相差检测电路与参考信号进行比对,比对后的结果同时发送至控制电路,以及流速异常检测电路;流速异常检测电路进行相位差的计算,控制电路根据比对后的结果,进一步的判断超声波的流速是...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁毅岭李国宏
申请(专利权)人:上海华虹计通智能系统股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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