[发明专利]气体流量测量的系统及方法

权利要求书

1.一种气体流量测量的系统，其特征在于，包括管段、多对超声波换能器以及处理器，其中：

所述管段包括第一管段、多个发射换能器安装件以及多个接收换能器安装件，所述多个发射换能器安装件和所述多个接收换能器安装件沿所述第一管段的轴向设置，所述多个发射换能器安装件与所述多个接收换能器安装件一一对应设置，每个所述发射换能器安装件的管道与所述第一管段的管道连通，每个所述接收换能器安装件的管道与所述第一管段的管道连通，每个所述发射换能器安装件的开口与其对应的所述接收换能器安装件的开口相向设置；

每对超声波换能器包括对应的发射换能器和接收换能器，每个所述发射换能器安装件的管道与所述第一管段的管道连通处设置有一个所述发射换能器，每个所述接收换能器安装件的管道与所述第一管段的管道连通处设置有一个所述接收换能器，每个所述发射换能器安装件的管道内的发射换能器发送的信号被对应设置的所述接收换能器安装件的管道内的接收换能器接收；

所述处理器分别与所述多个发射换能器和所述多个接收换能器连接；所述处理器用于向每个所述发射换能器发送信号；

每个所述发射换能器用于将其接收的所述信号转换成超声波信号经所述第一管段内的微结构调制后发送给与其对应的所述接收换能器；

每个所述接收换能器用于将其接收的经调制后的所述超声波信号转换成电信号后发送给所述处理器；

所述处理器用于根据不同的所述接收换能器发送的所述电信号获取每两个电信号之间的时间延迟，根据所述时间延迟和对应的两对超声波换能器之间的距离获取所述第一管段内的气体的速度，再根据所述速度和所述第一管段的内径计算所述第一管段内的气体流量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于将所述处理器发送的信号进行功率放大的多个超声波发射放大器和用于将所述接收换能器发送的电信号进行功率放大的多个超声波接收放大器，所述处理器分别与所述多个超声波放大发射器连接，所述多个超声波放大发射器与所述多个发射换能器一一对应连接，所述处理器分别与所述多个超声波接收放大器连接，所述多个超声波接收放大器与所述多个接收换能器一一对应连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于将所述超声波接收放大器放大后的电信号去噪声的多个滤波器，所述处理器分别与所述多个滤波器连接，所述多个滤波器与所述多个超声波接收放大器一一对应连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对所述滤波器去噪声处理后的电信号提取由气体引入的幅度波动信号的多个幅度解调器，所述处理器分别与所述多个幅度解调器连接，所述多个幅度解调器与所述多个滤波器一一对应连接。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括多个变换器和多个正交解调器，多个变换器分别与多个正交解调器和多个滤波器一一对应连接，所述处理器分别与所述多个正交解调器连接。

6.一种气体流量测量的方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所示的气体流量测量的系统，所述方法，包括：

所述处理器向每个所述发射换能器发送信号；

每个所述发射换能器将其接收的所述信号转换成超声波信号经所述第一管段内的微结构调制后发送给与其对应的所述接收换能器；

每个所述接收换能器将其接收的经调制后的所述超声波信号转换成电信号后发送给所述处理器；

所述处理器根据不同的所述接收换能器发送的所述电信号获取每两个所述电信号之间的时间延迟；

所述处理器根据所述时间延迟和对应的两对超声波换能器之间的距离获取所述第一管段内的气体的速度；

所述处理器根据所述气体速度和所述第一管段的内径计算所述第一管段内的气体流量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理器根据不同的所述接收换能器发送的所述电信号获取每两个所述电信号之间的时间延迟，包括：

所述处理器根据计算每两个所述电信号之间的互相关曲线，其中，x1(t)和x2(t)分别为经调制后的电信号，τ为时间延迟；

所述处理器根据所述互相关曲线获取互相关峰值以及互相关峰值对应的时间延迟。