[发明专利]一种基于相位差的超声波流速测量方法

权利要求书

1.一种基于相位差的超声波流速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、顺流和逆流方向分别以相同水平夹角θ设置超声波发射传感器以及超声波接收传感器，然后，顺流方向超声波发射传感器、逆流方向超声波发射传感器分别发送周期为28.8ms、长度为3.2ms的128个40KHz的脉冲组信号，其中，顺流方向脉冲组信号超前于逆流方向脉冲组信号12.8ms；

(2)、将顺流以及逆流方向超声波传感器接收的回波信号，分别进行放大滤波、方波转换得到顺流方波信号以及逆流方波信号；

将顺流方波信号与顺流方向的超声波发射传感器发出的脉冲组信号进行相位差比较，得到顺流相位差信号，将逆流方波信号与逆流方向的超声波发射传感器发出的脉冲组信号进行相位差比较，得到逆流相位差信号；

(3)、测量流速为0时的顺流相位差信号或逆流相位差信号的脉冲宽度记为t′₀，测量流体流动时，顺流相位差信号的脉冲宽度记为t′_up以及逆流相位差信号的脉冲宽度记为t′_down，然后，根据以下公式，计算出流体流速v：

其中，l为超声波传播距离即超声波发射传感器以及超声波接收传感器之间的距离，t₀为绝对传播时间：

t₀＝l/c

其中，c为当前环境下的声传播速度。

2.根据权利要求1所述的基于相位差的超声波流速测量方法，其特征在于，所述顺流相位差信号的脉冲宽度以及逆流相位差信号的脉冲宽度采用改进的累积模拟内插法进行测量：

2.1)、将相位差信号分解为量化时钟T整数倍的主脉冲信号以及将前沿误差T₁、后沿误差T₂取出，T₁、T₂分别经过改进的模拟内插电路进行充放电扩充；

2.2)、在改进的模拟内插电路中，经过一个脉冲组16个充电脉冲，前沿误差T₁、后沿误差T₂进行叠加，得到前沿误差T₁、后沿误差T₂；

2.3)、根据主脉冲信号宽度以及前沿误差T₁、后沿误差T₂得到顺流相位差信号的脉冲宽度或逆流相位差信号的脉冲宽度。