测定气体浓度和流量的超声波设备和方法

摘要

一种测量样品气体浓度和流量的超声波设备，其基于气体温度计算可能的传播时间范围，确定两个第一触发信号的相位是否彼此一致，所述两个第一触发信号分别是在向前和向后的波形基础上生成的，处理该零交叉信号使其相位彼此一致，通过计算向前和向后零交叉时刻的平均值来获得基准零交叉时刻，减去超声波周期的整数倍使得减后结果落入可能的传播时间范围，从而获得超声波接收点；以及在该超声波接收点基础上估算所述超声波传播时间。

主权项

1.一种测量样品气体浓度和流量的超声波设备，包括：用于样品气体流动的管道；安装在所述管道内的第一超声波发送-接收器；安装在所述管道内与第一超声波发送-接收器相对的第二超声波发送-接收器；发送-接收开关，用于在发送超声波的发送模式与接受超声波的接收模式之间切换第一和第二超声波发送-接收器的操作模式；设置在所述管道内的温度传感器，用于测量流经该管道的样品气体温度；所述第一超声波发送-接收器在其发送模式下产生相对于样品气体流向向前的超声波，而当其处于接收模式时，基于所接收到的第二超声波发送-接收器生成的超声波，则生成向后的波形；所述第二超声波发送-接收器在其发送模式下产生相对于样品气体流向向后的超声波，而当其处于接收模式时，基于所接收到的第一超声波发送-接收器生成的超声波，则生成向前的波形；当向前和向后的波形超过预定级时生成触发信号的装置；当向前和向后的波形超过零级时生成向前和向后的零交叉信号的装置；传播时间计算装置，其连接着温度传感器、触发信号生成装置和零交叉信号生成装置，用于(1)基于温度传感器测得的气体温度计算可能的传播时间范围，(2)确定两个第一触发信号的相位是否彼此一致，所述两个第一触发信号分别是在向前和向后的波形基础上生成的，(3)如果其彼此不一致，则处理该零交叉信号使其相位彼此一致，(4)通过计算向前和向后零交叉时刻的平均值来获得基准零交叉时刻，(5)减去超声波周期的整数倍使得减后结果落入可能的传播时间范围，从而获得超声波接收点，以及(6)在该超声波接收点基础上估算所述超声波传播时间。