用于采用超聲波進行流量測量的方法
【專利摘要】本發明提供一種采用超聲波進行流量測量的方法，通過對超聲波的順流逆流傳播時間初步判斷超聲波的傳播是否受到干擾，如果受干擾明顯，則放棄此次測量值，并且重新測量。如果此測量值在正常區間，則計算順流逆流的時間差，再判斷時間差值是否在正常區間，如果不在正常區間，則放棄此次測量值，重新測量。如果時間差值正常，則將該值保存。重復多次測量，求得多個正常的時間差值，再求出平均值作為瞬時流量的計算依據。該流量測量方法中加入了抗干擾算法，可有效去除因細微氣泡或雜質對測量結果造成的影響，可以有效提高測量的精度，同時可有效降低原有管路設計的復雜程度，降低成本。
【專利說明】用于采用超聲波進行流量測量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采用超聲波傳播時差法進行流量測量的方法，特別涉及一種能夠實現抗干擾的流量測量方法。
【背景技術】
[0002]超聲波傳播時差法是采用超聲波進行流量測量的常用方法之一，其原理是根據超聲波信號順流傳播時間和逆流傳播時間之差來計算流速，從而計算出流量。由于超聲波在水中的傳播速度遠大于待測流體的流速，因此，必須要對此時差進行精確測量才能達到較高的精度。實際應用中該時差值需要達到幾十PS的精度，如果流體中有細微氣泡或雜質，這些細微氣泡或雜質會對時差測量產生一定量的影響，往往會導致測量誤差超標，嚴重時甚至造成測量失效。
[0003]為了能夠提高測量的精度，現有的解決方法主要是在流體的管段設計上著手，通過較復雜的流體穩定結構以來減少氣泡的產生，同時通過增加過濾器來過濾流體中的雜質。采用此類方法雖然能比較有效的解決現有問題，但存在設計復雜度高，占用空間大，生產成本高等問題，因此使用起來并不方便。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種能夠有效提高超聲波傳播時差法進行流量測量時抗干擾能力的測量方法。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用于采用超聲波進行流量測量的方法，其特征在于，其包括如下步驟:
1)測量超聲波在流體中的順流傳播時間Tl和逆流傳播時間T2；
2)比較順流傳播時間Tl是否超過設定的順流傳播時間閾值Ts，如未超過設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟3)，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟I)；
3)比較逆流傳播時間T2是否超過設定的逆流傳播時間閾值Tn，如未超過設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟4)，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟I)；
4)計算順流傳播時間Ts與逆流傳播時間Tn的時間差Λt，比較所得時間差Λ t是否超過設定的時間差閾值ΛΤ，如未超過設定的時間差閾值AT則轉入步驟5)，如超過了設定的時間差閾值AT則轉入步驟I)；
5)將步驟4)所得的時間差值存儲為有效數據，比較有效數據個數是否達到規定的個數η，如達到規定個數η則進入步驟6)，如未達到規定個數η則進入步驟I)；
6)比較有效數據個數達到規定的個數時間是否超過規定測量時間閾值Tc，如未超過規定的測量時間閾值Tc，則計算有效數據的平均值，該平均值作為瞬時流量的計算依據計算流量值，如超過規定的測量時間閾值Tc則進行報錯處理。
[0006]優選地，在步驟2)、中，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts，先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值，則轉入步驟I)。
[0007]優選地，在步驟3)、中，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn，先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值Tc，則轉入步驟I)。
[0008]優選地，在步驟6)中，計算有效數據的平均值之前先將濾波運算，將有效數據中偏差較大的值刪除。
[0009]如上所述，該采用超聲波進行流量測量的方法具有以下有益效果:該流量測量方法中加入了抗干擾算法，可有效去除因細微氣泡或雜質對測量結果造成的影響，可以有效提高測量的精度，同時可有效降低原有管路設計的復雜程度，降低成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0011]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0012]請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0013]如圖1所示，該用于采用超聲波進行流量測量的方法，其包括如下步驟:
O首先使用超聲波流量計測量超聲波在該流體中的順流傳播時間Tl和逆流傳播時間
Τ2 ；
2)比較順流傳播時間Tl是否超過設定的順流傳播時間閾值Ts，如未超過設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟3)，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟1)，Ts的值需根據不同流體的性質而定；
3)比較逆流傳播時間T2是否超過設定的逆流傳播時間閾值Tn，如未超過設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟4)，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟1)，Ts的值需根據不同流體的性質而定；
4)計算順流傳播時間Ts與逆流傳播時間Tn的時間差Λt，比較所得時間差Λ t是否超過設定的時間差閾值ΛΤ，如未超過設定的時間差閾值AT則轉入步驟5)，如超過了設定的時間差閾值AT則轉入步驟I)；
5)將步驟4)所得的時間差值存儲為有效數據，比較有效數據個數是否達到規定的個數η，如達到規定個數η則進入步驟6)，如未達到規定個數η則進入步驟I)；
6)比較有效數據個數達到規定的個數時間是否超過規定測量時間閾值Tc，如未超過規定的測量時間閾值Tc，則計算有效數據的平均值，該平均值作為瞬時流量的計算依據計算流量值，如超過規定的測量時間閾值Tc則進行報錯處理。為了提高測量的精度，計算有效數據的平均值之前先將濾波運算，將有效數據中偏差較大的值刪除。
[0014]由于執行程序的處理器為多進程處理器，因此在步驟I)進行測量時，每次的時間間隔可能會有所不同，如果時間間隔太長則有可能會影響最終的測量精度，為此作為一種優選方式，在步驟2)、中，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts，可先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值，則再轉入步驟I)。同理在步驟3)、中，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn，先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值Tc，則轉入步驟I)。
[0015]該用于采用超聲波進行流量測量的方法具體原理是通過對超聲波的順流逆流傳播時間分別進行計算，根據計算所得的時間初步判斷超聲波的傳播是否受到干擾，如果受干擾明顯，則放棄此次測量值，并且重新測量。如果此測量值在正常區間，則計算順流逆流的時間差，再判斷時間差值是否在正常區間，如果不在正常區間，則放棄此次測量值，重新測量。如果時間差值正常，則將該值保存。重復多次測量，求得多個正常的時間差值，再對這多個差值進行軟件濾波運算，剔除偏差較大的值，再取剩余值的平均值作為瞬時流量的計算依據。
[0016]該流量測量方法中加入了抗干擾算法，可有效去除因細微氣泡或雜質對測量結果造成的影響，可以有效提高測量的精度，同時可有效降低原有管路設計的復雜程度，降低成本。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0017]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種用于采用超聲波進行流量測量的方法，其特征在于，其包括如下步驟: 1)測量超聲波在流體中的順流傳播時間Tl和逆流傳播時間T2； 2)比較順流傳播時間Tl是否超過設定的順流傳播時間閾值Ts，如未超過設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟3)，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts則轉入步驟I)； 3)比較逆流傳播時間T2是否超過設定的逆流傳播時間閾值Tn，如未超過設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟4)，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn則轉入步驟I)； 4)計算順流傳播時間Ts與逆流傳播時間Tn的時間差At，比較所得時間差At是否超過設定的時間差閾值ΛΤ，如未超過設定的時間差閾值AT則轉入步驟5)，如超過了設定的時間差閾值Λ T則轉入步驟I)； 5)將步驟4)所得的時間差值存儲為有效數據，比較有效數據個數是否達到規定的個數η，如達到規定個數η則進入步驟6)，如未達到規定個數η則進入步驟I)； 6)比較有效數據個數達到規定的個數時間是否超過規定測量時間閾值Tc，如未超過規定的測量時間閾值Tc，則計算有效數據的平均值，該平均值作為瞬時流量的計算依據計算流量值，如超過規定的測量時間閾值Tc則進行報錯處理。
2.根據權利要求1所述的用于采用超聲波進行流量測量的方法，其特征在于:在步驟2)、中，如超過了設定的順流傳播時間閾值Ts，先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值，則轉入步驟I)。
3.根據權利要求2所述的用于采用超聲波進行流量測量的方法，其特征在于:在步驟3)、中，如超過了設定的逆流傳播時間閾值Tn，先比較測量的時間是否超過規定的測量時間閾值Tc，如超過時間閾值Tc，則進行報錯處理，如未超過測量時間閾值Tc，則轉入步驟I)。
4.根據權利要求3所述的用于采用超聲波進行流量測量的方法，其特征在于:在步驟6)中，計算有效數據的平均值之前先將濾波運算，將有效數據中偏差較大的值刪除。
【文檔編號】G01F1/66GK104034375SQ201410300140
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】裴健, 徐新民 申請人:蘇州東劍智能科技有限公司
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