一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法及系统，通过使用ADC对接收到的信号进行采样，以接收信号的包络，以信号最大值或包络交叉点确定裁定值，得到超声波穿越待测介质的粗略测定时间，在超声波穿越待测介质的粗略测定时间的基础上进一步精确，以波形变化明显的位置来计算超声波飞行时间，将干扰考虑进飞行时间的精确计算过程，可以避免超声波飞行时的干扰误差，测量精度高，方法简单；还对计算得到的估计飞行时间t进行校准后得到超声波穿过待测介质的绝对飞行时间T，不仅可以摆脱阈值法需设定固定阈值的缺陷，还考虑了采样间隔，和捕捉延迟时间，有效提高测量精度。效提高测量精度。效提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法及系统


[0001]本专利技术涉及超声波飞行时间计算
，具体涉及一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法及系统。

技术介绍

[0002]超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高的计量精度等优势，成为燃气计量领域的研究热点。超声波燃气表计量原理是利用超声波在顺流和逆流方向经历时间不同来估计瞬时流量。 超声波飞行时间测量是超声波应用于温度、距离、流量、液位、定位等应用的要解决的核心问题，目前超声波飞行时间测量方法主要有以下几种：（1）阈值法：接收电路采用一个固定阈值电压的比较器并上拉输出正逻辑电平，当超声回波信号幅度经过放大后达到设定的阈值后，随即触发比较器输出负逻辑脉冲，后续电路通过测量发射超声波的时刻到负脉冲之间的时间间隔即可得到超声波飞行时间。但是实际测量中，噪声信号往往会把回波前沿淹没，需要设定合适的阈值，噪声会被放大电路放大导致误触发，在不同应用场合存在难以确定合适的阈值电压的问题。双阈值法在精度上虽有一定改善，却仍面临同样的问题。
[0003]（2）特征波法：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法，其特征在于，包括以下步骤：A.基于模数转换器捕捉超声波穿过待测介质后接收信号的输出波形和包络图；B.取接收信号的输出波形和包络图中接收信号的最大值输入裁定模型中计算出裁定值；C.基于裁定值从接收信号的输出波形和包络图中确定接收信号的第一局部极值点，第二局部极值点和第三局部极值点；D.将第一局部极值点，第二局部极值点和第三局部极值点的坐标输入拉格朗日插值模型得到估计二次曲线；E.基于二次曲线根据飞行时间测定模型计算出超声波穿过待测介质的绝对飞行时间。2.根据权利要求1所述的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法，其特征在于，接收信号的输出波形和包络图中，以输出信号最大的包络交叉点或以输出信号最大的点作为接收信号的最大值。3.根据权利要求1所述的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法，其特征在于，所述裁定模型为：
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(1)。4.根据权利要求1所述的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法，其特征在于，步骤C包括以下子步骤：C1.在接收信号的输出波形和包络图的各包络交叉点中，将输出信号第一个大于裁定值的包络交叉点确定为第一局部极值点；C2.根据与第一局部极值点相邻的包络交叉点确定第二局部极值点和第三局部极值点。5.根据权利要求4所述的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法，其特征在于，C2包括以下子步骤；C21.找到与第一局部极值点最相邻的左右两侧的包络交叉点；C22.将小于第一局部极值点的包络交叉点最近的采样点作为第二局部极值点的输出信号，将大于第一局部极值点的包络交叉点最近的采样点作为第三局部极值点的输出信号。6.根据权利要求1所述的一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱炼，刘勋，李中华，
申请(专利权)人：成都千嘉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：