液体超声波流量计的检测方法及检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超声波流量计，特别涉及一种适用于管道公称直径大于100的液体超 声波流量计的检测方法及检测系统。
【背景技术】
[0002] 液体超声波流量计一般采用时差法测量流体流速，基本原理是测量超声波脉冲在 顺程流动方向和逆程流动方向中的时间差来反应流速，从而测出管道内液体流量。液体超 声波流量计的换能器驱动频率为1MHZ，远远高于气体的驱动频率（200K Hz)，更利于采集的 波形，测量值更准确。
[0003] 然而，现有的液体超声波流量计，在测量管道内的流体流量时，测量出的液体流量 值不准确。究其原因在于：当液体超声波流量计中使用正常频率发射换能器驱动时，不确定 所述管道为空管，由于空管中衰减较大，导致接收换能器接收的正弦波包络信号失真严重， 最终，测量出的液体流量值不准确。
【发明内容】
[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液体超声波流量计的 检测方法及检测系统，用于解决现有技术中液体流量计在测量管道流速时，无法判断所述 管道是否空管以及所述换能器是否故障的问题。
[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液体超声波流量计的检测方 法，包括：
[0006] 将所述液体超声波流量计安装在管道上，获取接收换能器的正弦波包络信号，其 中，所述正弦波包络信号包含其幅值与频率；
[0007] 判断所述正弦波包络信号的幅值与频率是否小于预设的触发阈值，当所述正弦波 包络信号的幅值与频率，其任意一个小于预设的触发阈值时，增大所述液体超声波流量计 中发射换能器的驱动电压，直至所述幅值与所述频率均不小于触发阈值，则判定所述管道 为空管；
[0008] 当增大所述发射换能器的驱动电压，直至驱动电压增到最大时，且所述幅值与所 述频率小于触发阈值时，则判定所述换能器故障。
[0009] 优选地，所述将所述液体超声波流量计安装在管道上，获取接收换能器的正弦波 包络信号，具体包括：
[0010] 获取所述液体超声波流量计中接收换能器接收的超声波脉冲信号，将接收的超声 波脉冲信号进行声电转换，得到电信号；将所述电信号进行数模转换，得到所述正弦波包 络信号。
[0011] 优选地，所述判断所述正弦波包络信号的幅值与频率是否小于预设的触发阈值， 还包括：
[0012] 当所述正弦波包络信号的幅值与频率均不小于预设的触发阈值时，保持所述液体 超声波流量计中发射换能器驱动电压。
[0013] 优选地，所述当增大所述发射换能器的驱动电压，直至驱动电压增到最大时，且所 述幅值与所述频率小于触发阈值时，则判定所述换能器故障，具体包括：
[0014] 增大所述液体超声波流量计中发射换能器的驱动电压，直至所述驱动电压到达其 最大值时，且所述正弦波包络信号的幅值与频率小于预设的触发阈值时，判定所述换能器 的损坏，并发出报警信号，控制报警装置响起。
[0015] 优选地，所述检测方法还包括：
[0016] 根据发射的超声波脉冲信号与接收的超声波脉冲信号之间的时间差，计算所述管 道中液体的流量。
[0017] 本发明的另一目的在于提供一种液体超声波流量计的检测系统，所述检测系统包 括：
[0018] 数字信号处理器，适用于发送测试指令，还适用于判断接收的所述正弦波包络信 号的频率与幅值是否小于预设的触发阈值，当所述正弦波包络信号的幅值与频率，其任意 一个小于预设的触发阈值时，发送调整指令，直至所述幅值与所述频率均不小于触发阈值， 则判定所述管道为空管；
[0019] 当增大所述发射换能器的驱动电压，且所述幅值与所述频率小于触发阈值时，则 判定所述换能器故障；
[0020] 现场可编程阵列，适用于根据所述数字信号处理器发送的测试指令，发送相应频 率与振幅的正弦波参数；
[0021] 数模转换器，适用于根据所述正弦波参数，输出满足正弦波参数的正弦波信号；
[0022] 低压驱动电路，适用于接收低压驱动信号，提供8至15V的电压驱动，对所述正弦 波信号进行放大；
[0023] 高压驱动电路，适用于接收高压驱动信号，提供50至65V的电压驱动，对所述正弦 波信号进行放大。
[0024] 优选地，所述检测系统还包括：
[0025] 发射换能器，适用于将放大的正弦波信号进行电声转换，生成超声波脉冲信号，并 发送所述超声波脉冲信号；
[0026] 接收换能器，适用于获取所述液体超声波流量计中接收换能器的超声波脉冲信 号，将接收的超声波脉冲信号进行声电转换，得到电信号；
[0027] 模数转换器，适用于将所述电信号进行模数转换，得到所述正弦波包络信号，其 中，所述正弦波包络信号包含其幅值与频率
[0028] 优选地，所述数字信号处理器，还适用于当所述正弦波包络信号的幅值与频率均 不小于预设的触发阈值时，保持所述液体超声波流量计中发射换能器驱动电压。
[0029] 优选地，所述检测系统还包括：报警装置，适用于接收到所述数字信号处理器发送 的报警指令，响起警报声。
[0030] 优选地，所述数字信号处理器，还适用根据发射的超声波脉冲信号与接收的超声 波脉冲信号之间的时间差，计算所述管道中液体的流量。
[0031] 如上所述，本发明的液体超声波流量计的检测方法及检测系统，具有以下有益效 果：
[0032] 通过采集所述管道内接收换能器的正弦波包络信号，判断所述正弦波包络信号的 幅值与频率是否小于预设的触发阈值，当所述正弦波包络信号的幅值与频率，其任意一个 小于预设的触发阈值时，增大所述液体超声波流量计中发射换能器的驱动电压，直至所述 幅值与所述频率均不小于触发阈值，则判定所述管道为空管；解决了现有液体超声波流量 计在测量管道流量时，无法判断管道为空管的问题；当增大发射换能器的驱动电压，不仅 提高了液体超声波流量计测量准确度。当增大所述发射换能器的驱动电压，直至驱动电压 增到最大时，且所述幅值与所述频率小于触发阈值时，则判定所述换能器故障，定位特定故 障，方便使用。
【附图说明】
[0033] 图1显示为本发明实施例提供的一种液体超声波流量计的检测方法流程图；
[0034] 图2显示为本发明实施例提供一种液体超声波流量计结构框图；
[0035] 图3显示为本发明实施例提供的一种液体超声波流量计的检测系统框图；
[0036] 图4显示为本发明实施例提供的图3中的低压驱动电路、高压驱动电路结构图。
[0037] 元件标号说明：
[0038] 1、数字信号处理器，2、现场可编程阵列，3、DA转换器，4、低压驱动电路，5、高压驱 动电路，6、发射换能器，7、接收换能器，8、AD转换器。
【具体实施方式】
[0039] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0040] 请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。
[0041] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种液体超声波流量计的检测方法流程图， 包括：
[0042] 在步骤SlOl中，将所述液体超声波流量计安装在管道上，获取接收换能器7的正 弦波包络信号，其中，所述正弦波包络信号包含其幅值与频率；
[0043] 具体地，所述将所述液体超声波流量计安装在管道上，获取接收换能器7的正弦 波包络信号，具体包括：
[0044] 获取所述液体超声波流量计中接收换能器7接收的超声波脉冲信号，将