【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波多普勒测量线流速的方法
[0001]本专利技术涉及液相流速测量领域，尤其涉及一种基于超声波多普勒测量线流速的方法。
技术介绍
[0002]目前常规的超声波多普勒流速仪是应用声学多普勒效应原理，使用超声波换能器，用超声波探测流速。可以测瞬时流速，也可以测平均流速，这类流速仪都属于点流速，也就是能够测量到超声波传感器所在位置上的流速值，通过记录一段时间的瞬时流速值来计算这段时间的平均流速。然而，无论是管道还是渠道中的水流，从来都不是一个点的流速，其不同水层之间的流速是有差异的，表面流速最大，底层流速最小，不同水层之间的流速也有差异，如果仅以流速仪所安装在的水层位置来测量流速的话，则误差会较大。另一方面，漂浮物在水中的自旋转以及突入物进入测量区间后对瞬时流速都有较大的误差。因此，为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，解决单台超声波多普勒流速设备无法计算分层流速的技术问题，并且在计算分层流速的过程中识别并过滤掉无效流速，得到更接近真实的水流流速。
技术实现思路
[0003...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、超声波探头周期性地发射频率信号，并接收回波信号，所述回波信号与另一路同频同相信号混频后得到不同水层形成的差频信号，若干个所述差频信号进行AD转换后形成若干张图谱；S2、基于离散小波变换识别每层水层的无效流速特性信号和真实流速信号，对每层水层的真实流速信号进行分时傅里叶变换获取每层水层的真实流速信号的频率值，基于多普勒移频公式计算每层水层流速值。2.如权利要求1所述的一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：所述S2具体包括以下步骤：S101、将每张图谱的缓存数据等分为与水层数相同的块，每个块对应一个水层信号数据；S102、使用Daubechies小波6阶变换定位每层水层信号数据中所有特征频率对应的时域位置；S103、若相同水层、不同时刻出现不同频率特征的流速信号，则所述流速信号为突入物干扰信号；若不同水层、相同时刻出现不同频率特征的流速信号，则所述流速信号为自旋转干扰信号；若不同水层、不同时刻出现符合流速分层的流速信号，则所述流速信号为真实流速信号；S104、对每层水层信号数据进行分时傅里叶变换获取不同水层中真实流速信号的频率值，将不同水层的真实流速信号频率值分别代入多普勒移频公式计算不同水层的真实流速。3.如权利要求2所述的一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：所述S101中每张图谱的缓存数据占用16384个int数据，每张图谱等分为四个块，对应四层水层信号数据；[0,4095]数据长度为第一水层信号数据，[4096,8191]数据长度为第二水层信号数据，[8192,12287]数据长度为第三水层信号数据，[12287,16383]数据长度为第四水层信号数据。4.如权利要求2所述的一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：所述S102具体包括以下步骤：S201、对每层水层信号数据进行6阶小波变换获取最小分辨率在[0,160]hz、占用64个int数据长度的窗；S202、抓取不同窗内小波变换后最大的幅值信号；S203、归一化不同窗口抓取幅值最大的幅值信号；S204、基于不同水层和不同时刻的频率信号构建多维矩阵。5.如权利要求4所述的一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：所述S204中多维矩阵为F.max[n][m](x)，n表示第n张图谱，m表示第m层水层，x表示第x个int数据。6.如权利要求2所述的一种基于超声波多普勒测量线流速的方法，其特征在于：所述S103具体包括以下步骤：
S301、设置第一窗长阈值，选取同一水层、不同时刻的水层信号数据，将两个数据长度之...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振扬，武治国，陈银，沈海超，刘翀，熊子谦，张春萍，
申请(专利权)人：武汉新烽光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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