一种时差法超声波流量计精确测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种时差法超声波流量计精确测量方法，以提高超声波流量计的精确度，改善其线性度。在无流体流过时，由超声波换能器A发射超声波信号，测量从超声波换能器A发射超声波信号到超声波换能器B直接接收到超声波信号的时间，记为t1；再测量从超声波换能器A发射超声波信号，到超声波换能器A接收到由超声波换能器B反射的超声波信号的时间，记为t2；得到硬件延时时间Δt＝2t1-t2；在每次测量超声波信号飞行时间时，都将直接测得的时间值减去硬件电路延时时间Δt作为准确的超声波信号飞行时间计算流量。该方法将有流量时直接测得的时间值减去硬件电路延时时间Δt作为准确的超声波信号飞行时间，有效的提高时差法超声波流量计的测量精确度和线性度。
【专利说明】一种时差法超声波流量计精确测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超声波流量计测量领域，尤其涉及一种时差法超声波流量计精确 测量方法。
【背景技术】
[0002] 时差法超声波流量计的原理是通过两个超声波换能器互相收发超声波信号，测量 正程与逆程的超声波飞行时间，然后计算时间的差值来计算流体流速的流量仪表，精确测 量正程与逆程的超声波飞行时间是实现时差法超声波流量计精密测量的基础。公知的超声 波飞行时间检测测量系统采用直接测量法，即将超声波换能器的激发脉冲作为起始信号， 接收到的超声波信号通过换能器转换为电信号，再经过滤波、放大、检波等电路转换为电脉 冲，作为终止信号，测量起始信号与终止信号之间的时间即作为超声波的飞行时间。但是， 这种检测方法检测到的超声波飞行时间不仅包括有用的真实超声波飞行时间，还包括测量 电路的延时，当电路延时被计算到超声波飞行时间之中时，会造成超声波飞行时间检测不 够精确，从而影响了时差法超声波流量计的精确度和线性度。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了解决时差法超声波流量计硬件电路延时引起超声波飞行时间测量 精确度不够的问题，提供了一种时差法超声波精确测量方法，以提高时差法超声波流量计 的精确度，改善其线性度。
[0004] 为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
[0005] -种时差法超声波流量计精确测量方法，包括下述步骤：
[0006] (1)在无流体流过时，由超声波换能器A发射超声波信号，测量从超声波换能器A 发射超声波信号到超声波换能器B直接接收到超声波信号的时间，记为h ;再测量从超声 波换能器A发射超声波信号，到超声波换能器A接收到由超声波换能器B反射的超声波信 号的时间，记为t2 ;根据时间&为超声波飞行时间t与硬件延时时间△ t的和，时间t2为2 倍的超声波飞行时间t与硬件延时时间At的和，得到硬件延时时间At = 2trt2 ;
[0007] (2)在每次测量超声波信号飞行时间时，都将直接测得的时间值减去硬件电路延 时时间At作为准确的超声波信号飞行时间，再根据时差法原理计算流量。
[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0009] 本发明的测量方法通过在无流量时测量的时间数值计算得到硬件延时时间，在有 流量正常测量时，将直接测得的时间值减去硬件电路延时时间At作为准确的超声波信号 飞行时间，所得时间为精确的超声波流量计的信号飞行时间，达到了时差法超声波流量计 精确测量的目的，可以有效提高时差法超声波流量计的测量精确度和线性度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1所示为本发明的超声波流量计的电路原理图；
[0011] 图2所示为本发明的时差法超声波流量计精确测量方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0013] 图1所示为本发明的超声波流量计的电路原理图，包括控制器、测时电路、发射控 制电路、超声波换能器A和超声波换能器B，其中，控制器可以采用单片机。所述控制器分别 与所述测时电路和发射控制电路连接，所述发射控制电路分别与所述超声波换能器A和超 声波换能器B连接，所述测时电路分别与所述超声波换能器A和超声波换能器B连接。控 制器控制发射控制电路交替激励超声波换能器A、超声波换能器B发射超声波信号，并控制 测时电路交替接收超声波换能器A、超声波换能器B接收到的超声波信号，由控制器计算得 到超声波发射与接收的延时。
[0014] 本发明的时差法超声波流量计精确测量方法的流程图如图2所示，包括下述步 骤：
[0015] (1)在无流体流过时，控制器控制发射控制电路由超声波换能器A发射超声波信 号，控制器控制测量电路测量从超声波换能器A发射超声波信号到超声波换能器B直接接 收到超声波信号的时间，记为h ;再测量从超声波换能器A发射超声波信号，到超声波换能 器A接收到由超声波换能器B反射的超声波信号的时间，记为t2 ;根据时间h为超声波飞行 时间t与硬件延时时间△ t的和，时间t2为2倍的超声波飞行时间t与硬件延时时间A t 的和，列出方程组如下：
【权利要求】
1. 一种时差法超声波流量计精确测量方法，其特征在于，包括下述步骤： (1) 在无流体流过时，由超声波换能器A发射超声波信号，测量从超声波换能器A发射 超声波信号到超声波换能器B直接接收到超声波信号的时间，记为h ;再测量从超声波换 能器A发射超声波信号，到超声波换能器A接收到由超声波换能器B反射的超声波信号的 时间，记为t2 ;根据时间h为超声波飞行时间t与硬件延时时间△ t的和，时间t2为2倍的 超声波飞行时间t与硬件延时时间At的和，得到硬件延时时间At = ; (2) 在每次测量超声波信号飞行时间时，都将直接测得的时间值减去硬件电路延时时 间At作为准确的超声波信号飞行时间，再根据时差法原理计算流量。
【文档编号】G01F1/66GK104406642SQ201410681218
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】李蕊, 丛萌, 董旭, 梁艳书, 郭桂梅, 李长奇 申请人:天津商业大学