[发明专利]时差式超声波流量计信号处理系统

摘要

本发明公开了一种时差式超声波流量计信号处理系统。超声波流量测量的核心是超声波信号顺逆流传播时间的测量，具体是通过一个阈值截取超声波信号，并把截取到的超声波信号中脉冲的边沿时间点作为超声波信号到达的时间。本发明核心是，超声波信号送给计时单元进行传播时间测量的同时，将超声波信号送给脉冲信号分析单元。计时单元提供传播时间的高精度测量，脉冲信号分析单元提供超声波信号脉冲序列的特征参数的信息。通过两者的结合，可以保证在超声波信号受干扰发生变化的时候，依然能够得到较为可靠的测量结果。脉冲信号分析单元的使用，也能够为确定超声波信号幅值大小和阈值的关系提供依据，保证测量的正常进行，增加了测量的成功率。

主权项

1.一种时差式超声波流量计信号处理系统，包括一个超声换能A单元(1)、一个超声换能B单元(2)、一个计时单元(3)和一个脉冲信号分析单元(4)，其特征是：/n所述超声换能A单元(1)和超声换能B单元(2)相对成一直线安置在被测流道的两侧，该两个超声换能单元(1、2)经流道的距离为L，该两个超声换能单元(1、2)均连接计时单元(3)和脉冲信号分析单元(4)；/n超声换能A单元(1)在时间T_A所发超声脉冲P₁经过距离L到达超声换能B单元(2)，超声换能B单元(2)输出由N₁个脉冲组成的信号S₁到计时单元(3)；/n超声换能B单元(2)在时间T_B所发超声脉冲P₂经过距离L到达超声换能A单元(1)，超声换能A单元(1)输出由N₂个脉冲组成的信号S₂到计时单元(3)；/n计时单元(3)以T_A为参考把信号S₁的N₁个脉冲中第i个符合幅值变化的脉冲的边沿时间点T_u(i)进行记录；/n计时单元(3)以T_B为参考把信号S₂的N₂个脉冲中第j个符合幅值变化的脉冲的边沿时间点T_d(j)进行记录；/n脉冲信号分析单元(4)通过其中的AD转换模块(4.1)和幅值变化特征分析模块(4.2)对信号S₁和信号S₂进行AD转换和幅值变化特征分析，在N₁和N₂脉冲中选出符合i＝j的脉冲，并通过其中的数据处理模块(4.3)利用计时单元(3)传输过来的符合i＝j的ΔT＝T_u(i)-T_d(j)值来估计流速V值；/n所述脉冲信号分析单元(4)通过AD转换模块(4.1)和幅值变化特征分析模块(4.2)分别对噪声信号S_n、信号S₁和信号S₂进行AD采样，分析噪声信号S_n、信号S₁和信号S₂波形特征，得到其信噪比，为确定噪声信号S_n、信号S₁、信号S₂的幅值大小和所述的计时单元(3)中阈值M的关系提供依据，保证有足够多的符合幅值变化的脉冲的同时，不会把噪声信号误当作符合幅值变化的脉冲，从而保证T_u(i)和T_d(j)的正常测量，增加测量的成功率。/n