[发明专利]基于TDC芯片的超声波流量计首波阈值的确定方法

说明书

本发明涉及超声波流量计首波阈值的确定方法，具体地说是一种基于TDC芯片的超声波流量计首波阈值的确定方法。本发明的技术方案：初始化TDC芯片的首波阈值；TDC芯片向上游换能器或下游换能器发送激励信号；TDC芯片接收下游换能器或上游换能器返回的回波信号；连续测量八个流量，其中至少三个测量过程中出现超声波飞行时间跳变，计算出TDC芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值A；增加TDC芯片的首波阈值，直至产生TDC芯片超时；对于计算所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值，计算出wave_set1，作为超声波流量计工作时的首波阈值。

技术领域

本发明涉及一种超声波流量计首波阈值的确定方法，具体地说是一种基于TDC芯片的超声波流量计首波阈值的确定方法。

背景技术

在超声波水表行业中，换能器是起到决定性作用的一环，它是超声波计量的基础，决定了计量的准确性。

目前，在超声波水表行业中，超声波水表的波形情况会在多方面影响计量的准确性，例如气泡导致波形衰减后产生计量不准确，管段长期使用后反射片或换能器结垢导致波形衰减后的不准确计量等。

为了确定波形的衰减或者增加，目前行业内多采用半波长比的方案，也就是首波脉宽和标准换能器理论脉宽对比，通过这个比值的大小来确定波形的衰减或者增加，这一步主要是希望在初始化阶段，保证波形选择是正确的，防止波形在非恶劣条件下略微变化，使得超声波水表计量发生跳波的情况。然而该方案存在以下问题：一般来说，在达到波形稳定之前，波形几乎接近1：2：3(例如幅值分别为30mv、60mv、90mv)，当管段中突然出现气泡，幅值衰减，可能出现：此时第2个波的波形高度等于原先第1个波的波形高度(30mv)，此时第3个波的波形高度等于原先第2个波的波形高度(60mv)，在此情况下测得的半波长比是不会改变的，因此无法准确判断出波形是否已发生改变。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种基于TDC芯片的超声波流量计首波阈值的确定方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于TDC芯片的超声波流量计首波阈值的确定方法，包括：

S102、初始化TDC芯片的首波阈值；

S104、TDC芯片向上游换能器或下游换能器发送激励信号；

S106、TDC芯片接收下游换能器或上游换能器返回的回波信号；

S108、连续测量八个流量，其中至少三个测量过程中出现超声波飞行时间跳变，则执行步骤S110；否则，执行步骤S104；

S110、利用以下公式计算出TDC芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值A；

式中，A为幅值，wave_set为首波阈值，Wwave_set为首波阈值对应的脉宽，W0为TDC芯片接收到的回波信号的标准半波脉宽；

S112、增加TDC芯片的首波阈值，执行步骤S104，直至产生TDC芯片超时；

S114、对于计算所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值，利用以下公式计算出wave_set1，作为超声波流量计工作时的首波阈值；

wave_set1＝(A2-A1)*0.3+A1

式中，A1为余下幅值中数值最小的幅值，A2为余下幅值中数值第二小的幅值。

优选的，所述步骤S112中，首波阈值的增加量为TDC芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值A的50％-80％。

本发明的有益效果在于：