检测超声波在测流速中飞行时间的方法

摘要

本发明公开了一种检测超声波在测流速中飞行时间的方法，属于超声波仪器的检测技术领域，其技术方案采用了双频超声波相位检查的方法计算超声波飞行时间，有效增加了仪器测量的量程。并且不同于其他多频超声波测量方法，在对传感器存在相位漂移的情况给出了解决办法，使其在超声波流速或者流量的检查中更有实用性。

主权项

一种检测超声波在测流速中飞行时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，处理器发送频率为f₁的超声波信号，经过驱动电路驱动放大以后，再由超声波发射器发射出去；同时，计数器开始计数；步骤2，计数器计数一段时间t₀后停止计数；步骤3，接收传感器将接收到的频率为f₁的超声波信号经模拟电路放大和滤波处理后传送给模数转换器；步骤4，模数转换器将转化后的超声波数字信号发送给处理器，在所述处理器中完成频率为f₁的超声波数字信号的相位差的计算；本步骤中，相位差，其中当超声波在媒质中传播一段时间后，接收到的波形相位在媒质静止情况下为，当媒质为流体时，接收到的波形相位为；步骤5，由步骤1中所述的处理器发出频率为f₂的超声波信号，所述频率为f₂的超声波信号经过驱动电路驱动放大以后，再由超声波发射器发射出去；同时，计数器开始计数；步骤6，所述计数器计数一段时间t₀后停止计数；步骤7，在所述计数器停止计数后，接收传感器将接收到的频率为f₂的超声波信号经模拟电路放大和滤波处理后传送给模数转换器；步骤8，所述模数转换器再将转化后的超声波数字信号发送给处理器，在所述处理器中完成频率为f₂的超声波数字信号的相位差计算；本步骤中，相位差，其中当超声波在媒质中传播一段时间后，接收到的波形相位在媒质静止情况下为，当媒质为流体时，接收到的波形相位为；步骤9，根据两个频率和的相频关系推导计算没有相位偏移量时的传播时间：……（1）其中k和k’为…‑2,‑1,0,1,2…，但是实际测量中相位会存在相位偏移量，设此相位偏移量全部产生在上且偏移量为，则传播时间为，……（2）    或根据两个频率f₁和 f₂的和频计算传播时间为，……（3）或根据两个频率和的差频计算传播时间为，……（4）在所述的式（1）、式（2）、式（3）、式（4）中，通过计算－的大小判断所测量的与是否在同一周期内的情况，以确定k与k’的关系，计算出Δt，得出超声波的飞行时间为t= t₀ +Δt。