CN105115552B - 基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率，然后根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率，最后根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值以及根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，解决了现有技术需要多个侧音个数导致流量计响应速度慢的技术问题，提高了流量计的响应速度，降低了系统设计复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及超声波流量测量领域，特别地，涉及一种基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置。
背景技术
超声波流量计利用管道流动中声波顺逆流传播的显著区别，通过处理声波信号获得管道平均流速信息，进而预测管道流动流量。超声波流量计具有不侵入被测流体、无运动部件、不影响流体流动等优势，从而广泛应用于各种工业领域。在航空航天领域，欧空局开发了一款用于空间管道测量的基于脉冲波体系的超声波流量计，并作为载荷已搭载于欧空局2013年7月发射的Alphabus通信卫星上。
在脉冲波体系下，能量经过换能器的带通滤波而有了较大的衰减。因此，接收信号的信噪比(SNR)会较低，从而使得对传播时间的测量较为困难。此外，由于工业生产，超声波探头存在不一致，从而使得共振频率不一致并且随着外界环境的改变而变化。探头共振频率的不一致性将导致明显的测量误差。对于连续波体系，连续声波的能量可以较大。探头在连续波体系下属于受迫振动，从而不存在频率不一致问题。现有基于连续波体系的流量测量方法只适用于不存在模糊数的情况，测量范围受到了限制。为了得到较大的测量范围，有人提出基于连续波与脉冲波体系的技术，然而该方法中的频率不一致性也没有得到解决。
现有技术中的基于侧音测量的连续波流量测量方法，利用不同侧音的相位解决了测量模糊数的问题，理论上扩大了连续波体系的流量测量范围。然而该方法对顺流与逆流的传播时间独立解模糊，导致测量过程中需要多个侧音，系统设计较为复杂，降低了流量计的响应速度。因此，亟需提供一种能减少侧音个数从而提高流量计的响应速度的基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置。
发明内容
本发明提供了一种基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置，以解决现有采用基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置需要多个侧音个数导致流量计响应速度慢的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于侧音测相的超声波流量测量方法，包括：
根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
基于最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值；
根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
进一步地，基于最小侧音频率选择至少一组侧音频率包括：
选择不超过最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率；
根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组侧音频率之间的递进倍数；
根据相邻组侧音频率之间的递进倍数确定第一组侧音频率与最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
进一步地，，相邻组侧音频率之间的递进倍数满足：
其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数(i≥1)，δ代表超声波相位测量绝对误差。
进一步地，根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值的计算公式为：
其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值(i≥1)，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。
进一步地，根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量中用于计算流体流量的任一组侧音频率等于最大组侧音频率。
根据本发明的另一方面，还提供了一种侧音测相的超声波流量测量装置，包括：
最小侧音频率确定装置，用于根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
多组侧音频率确定装置，用于基于最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
实际相位差值求取装置，用于根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值；
流体流量求取装置，用于根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
进一步地，多组侧音频率确定装置包括:
第一组和最大组侧音频率确定装置，用于选择不超过最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率；
递进倍数确定装置，用于根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组侧音频率之间的递进倍数；
其他各组侧音频率确定装置，用于根据相邻组侧音频率之间的递进倍数确定第一组侧音频率与最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
进一步地，递进倍数确定装置中的相邻组侧音频率之间的递进倍数满足：
其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数(i≥1)，δ代表超声波相位测量绝对误差。
进一步地，实际相位差值求取装置根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值的计算公式为：
其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值(i≥1)，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。
进一步地，流体流量求取装置中用于计算流体流量的任一组侧音频率等于最大组侧音频率。
本发明具有以下有益效果：
本发明的基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180的最小侧音频率，然后根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率，最后根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值以及根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，解决了现有技术需要多个侧音个数导致流量计响应速度慢的技术问题，提高了流量计的响应速度，降低了系统设计复杂度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的侧音测相的超声波流量测量方法流程示意图；以及
图2是本发明优选实施例的侧音测相的超声波流量测量装置示意图。
附图说明：
1、最小侧音频率确定装置；2、多组侧音频率确定装置；3、实际相位差值求取装置；4、流体流量求取装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种侧音测相的超声波流量测量方法，包括
步骤S101，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
步骤S103，根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
步骤S105，根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值；
步骤S107，根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
本发明的侧音测相的超声波流量测量方法，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率，然后根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率，最后根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值以及根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，解决了现有技术需要多个侧音个数导致流量计响应速度慢的技术问题，提高了流量计的响应速度，降低了系统设计复杂度。
步骤S101，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°时的最小侧音频率。
对于采用侧音测相的超声波流量测量方法，由于超声波顺流和逆流相位变化一般会超过360°，即存在正周期模糊的问题而导致无法采用传统的方法进行测量。故当采用多侧音方式进行解算时，需要选择最小侧音对应的顺逆流相位不存在正周期模糊现象，即相位差满足(-180°,180°]。现有采用侧音测相的超声波流量测量方法通常的做法是：(1)根据流体流量估算值求取超声波顺流不超过180°时的顺流最小侧音频率；(2)根据流体流量估算值求取超声波逆流不超过180°时的逆流最小侧音频率；(3)依据顺流和逆流最小侧音频率与最大设定侧音频率分别确定多组侧音频率和逆流多组侧音频率；(4)分别计算顺流多组侧音频率中的最大侧音频率对应的实际相位差值和逆流多组侧音频率中的最大侧音频率对应的实际相位差值；(5)求取顺流多组侧音频率中的最大侧音频率对应的实际相位差值与逆流多组侧音频率中的最大侧音频率对应的实际相位差值的顺逆流实际相位差；(6)根据顺逆流实际相位差计算流量体积。
本实施例中，对于顺流传播而言，声波在传播距离为L过程中相位变化为：
其中，L为流量计中管道长度，R为管道半径，C为声波在静止流体中的传播速度，f为声波频率，在不考虑声强的情况下，声压在管道流体中传播，流体流动形成稳定的均匀流场U。对于逆流传播而言，相位变化为：
故超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值为：
当差值ΔΦ(f)不存在模糊数时需满足ΔΦ(f)＜π，假设L＝0.2m，C＝1500m/s，当流体流量估算值U＝10m/s时，由
可以得到最小侧音频率此处U＝10m/s中的U取值是对待测流量大小所处范围的一个估计值，通过设定流体流量估算值U＝10m/s可以求取最小侧音频率，然后再通过最小侧音频率最后求取待测流量准确值，现有技术采用对顺流相位差Φdown(f)与逆流相位差Φup(f)分别求取最小侧音频率的值为：
由此可见，采用直接计算超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值计算差值不超过180°时的最小侧音频率所得到的最小侧音频率为281.3KHz，而采用分别计算顺流和逆流侧音频率时的顺流最小侧音频率和逆流最小侧音频率均为3.76KHz。
步骤S103，根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率，由于小于或等于最小侧音频率时，超声波流量测量的测量相位差值不存在模糊数，故可以通过小于或等于侧音频率以及它们所对应的测量相位差值求取流体流量。一般来讲，最小侧音频率的频率较小，当仅仅通过小于或等于最小侧音频率以及其测量相位差值求取流体流量的测量精度较低，故在实际流量测量中，通常选取多组侧音频率进行流体流量测量。
可选地，步骤S103，根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率包括：选择不超过最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率。本实施例预先设定的最大设定侧音频率fM＝1MHz，本实施例选取第一组侧音频率为f1＝200KHz，最大组侧音频率fmax＝fM＝1MHz，其中，第一组侧音频率f1＝200KHz小于最小侧音频率281.3KHz，最大组侧音频率fmax等于设定侧音频率fM；根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组侧音频率之间的递进倍数；根据相邻组侧音频率之间的递进倍数确定第一组侧音频率与最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
可选地，相邻组侧音频率之间的递进倍数K(fi,fi+1)的选择将影响测量方法的有效性。假设超声波相位测量绝对误差为δ(不同超声波测量仪器的超声波相位测量绝对误差不同)，在迭代过程中迭代公式不存在计算错误需满足的条件为：
则相邻组侧音频率之间的递进倍数K(fi,fi+1)满足：
其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数(i≥1)，δ代表超声波相位测量绝对误差。本实施例选取递进倍数K(fi,fi+1)≤5。根据第一组侧音频率为f1＝200KHz，最大组侧音频率fmax＝fM＝1MHz以及K(fi,fi+1)≤5可以最终确定第一组侧音频率f1＝200KHz，第二组侧音频率即最大组侧音频率为f2＝fmax＝1MHz。
相比于现有技术采用顺流最小侧音频率和逆流最小侧音频率均为3.76KHz时，且在各组递进倍数小于等于5以及达到流体流量测量精度一样的前提下，需要选取侧音频率组数远远大于本实施例的两组侧音频率组数。由此可见，本实施例采用直接对顺逆流相位差解模糊的方法，相比现有技术对顺逆流方向分别进行解模糊的方法在达到同样测量精度的前提下大大减少了测音数量，从而降低了系统的复杂度，提升了系统响应速度。
步骤S105，根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值。经测量，本实施例的第一组侧音频率f1＝200KHz下的测量相位差值为ΔΦfrac(f1)＝128°，第二组侧音频率f2＝1MHz下的测量相位差值为ΔΦfrac(f2)＝-80°。
由于采用侧音测速的超声波流量测量过程中，仪器能测量的相位范围为：(-180°,180°]，而计算流量时通常需要通过测量相位差值计算出实际相位差值。可选地，本实施例采用迭加的方法依次求取除第一组侧音频率外的其他组侧音频率的实际相位差值，由于第一组侧音频率小于最小侧音频率，即f1＝200KHz<281.3KHz，故第一组侧音频率不存在模糊数的问题，此时可将第一组测量相位差值作为第一组实际相位差值；其他每一组侧音频率下的实际相位差值求取的迭代公式为：
其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值(i≥1)，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。将ΔΦ(f1)＝128°，ΔΦfrac(f2)＝-80°，K(f2)＝5根据上述迭代公式可以得出ΔΦ(f2)＝640°。可选地，相邻组侧音频率的递进倍数K(fi,fi+1)既可以是整数，也可以小数。本实施例中的递进倍数都是在整数的基础上进行分析的。理论上，整数与小数不影响计算的准确性以及方法的有效性。
步骤S107，根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量率。可选地，根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量中的任一组侧音频率为最大组侧音频。由于采用侧音测速的超声波流量测量方法中，随着侧音频率的增加，顺逆流相位差越来越大，时间分辨率越精细，流量测量误差越小。因此，为寻求较高的测量精度，一种有效地方法是提高侧音频率，故本实施例选取各组侧音频率中最大的侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，即采用f2＝fmax＝1MHz，流体流量计算公式为：
其中，V代表流体的流量大小，L＝0.2m为流量计中管道长度，R代表管道半径，C＝1500m/s为超声波在静止流体中的传播速度，ΔΦ(fmax)代表各组侧音频率中最大的侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，当取fmax＝f2＝1MHz时，可得出：
ΔΦ(fmax)＝ΔΦ(f2)＝640° (10)
根据ΔΦ(fmax)＝ΔΦ(f2)＝640°以及fmax＝f2＝1MHz不难求出流体流量，本实施例相对于现有技术采用分别对顺逆流方向进行解模糊大大减少了侧音个数，从而降低了系统的复杂度，提升了系统响应速度。侧音频率的减少，使得对可测量相位ΔΦfrac的需求大量减少，进而减少了计算资源，将有助于降低系统成本。
参照图2，本发明还提供了一种基于侧音测相的超声波流量测量装置，包括：
最小侧音频率确定装置1，用于根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
多组侧音频率确定装置2，用于根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
实际相位差值求取装置3，用于根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值；
流体流量求取装置4，用于根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
本发明的基于侧音测相的超声波流量测量装置，根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率，然后根据最小侧音频率选择至少一组侧音频率，最后根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值以及根据任一组侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量，解决了现有技术需要多个侧音个数导致流量计响应速度慢的技术问题，提高了流量计的响应速度，降低了系统设计复杂度。
可选地，多组侧音频率确定装置2包括:
第一组和最大组侧音频率确定装置，用于选择不超过最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率；
递进倍数确定装置，用于根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组侧音频率之间的递进倍数；
其他各组侧音频率确定装置，其他各组侧音频率确定装置用于根据相邻组侧音频率之间的递进倍数确定第一组侧音频率与最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
可选地，递进倍数确定装置中的相邻组侧音频率之间的递进倍数满足：
其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数(i≥1)，δ代表超声波相位测量绝对误差。
可选地，实际相位差值求取装置3根据每一组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组侧音频率对应的实际相位差值的计算公式为：
其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值(i≥1)，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。
可选地，流体流量求取装置4中用于计算流体流量的任一组侧音频率等于最大组侧音频率。
在具体的实施过程中，由于用于超声波流量测量的换能器受到3dB通频带的制约，故一般情况下，用于激励超声波换能器从而产生测量声波的频率不是侧音频率，而是折叠音。具体而言，假设超声波换能器的共振频率为1MHz，3dB带宽的400KHz，则侧音200KHz对应的折叠音为800KHz或者1.2KHz。在此情况下，侧音200KHz对应的可测量相位可以通过
ΔΦfrac(f＝200KHz)＝ΔΦfrac(f＝1.2MHz)-ΔΦfrac(f＝1MHz) (11)
或者，
ΔΦfrac(f＝200KHz)＝ΔΦfrac(f＝1MHz)-ΔΦfrac(f＝0.8MHz) (12)
本实施例的基于侧音测相的超声波流量测量装置的工作原理和过程可参照基于侧音测相的超声波流量测量方法的工作原理和过程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于侧音测相的超声波流量测量方法，其特征在于，包括：
根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
基于所述最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
根据每一组所述侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组所述侧音频率对应的实际相位差值；
根据任一组所述侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述最小侧音频率选择至少一组侧音频率包括：
选择不超过所述最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于所述最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率；
根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组所述侧音频率之间的递进倍数；
根据相邻组所述侧音频率之间的递进倍数确定所述第一组侧音频率与所述最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相邻组所述侧音频率之间的递进倍数满足：
<mrow>
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其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，i≥1，δ代表超声波相位测量绝对误差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据每一组所述侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与每一组所述侧音频率对应的实际相位差值的计算公式为：
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其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值，i≥1，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。
5.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，
根据任一组所述侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量中用于计算流体流量的任一组所述侧音频率等于所述最大组侧音频率。
6.一种侧音测相的超声波流量测量装置，其特征在于，包括：
最小侧音频率确定装置(1)，用于根据流体流量估算值求取超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的差值不超过180°的最小侧音频率；
多组侧音频率确定装置(2)，用于基于所述最小侧音频率选择至少一组侧音频率；
实际相位差值求取装置(3)，用于根据每一组所述侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组所述侧音频率对应的实际相位差值；
流体流量求取装置(4)，用于根据任一组所述侧音频率以及与该组侧音频率对应的实际相位差值计算流体流量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多组侧音频率确定装置(2)包括:
第一组和最大组侧音频率确定装置，用于选择不超过所述最小侧音频率的侧音频率作为第一组侧音频率，将预先设定的大于所述最小侧音频率的最大设定侧音频率作为最大组侧音频率；
递进倍数确定装置，用于根据超声波相位测量绝对误差确定相邻组所述侧音频率之间的递进倍数；
其他各组侧音频率确定装置，用于根据相邻组所述侧音频率之间的递进倍数确定所述第一组侧音频率与所述最大组侧音频率之间的其他组侧音频率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述递进倍数确定装置中的相邻组所述侧音频率之间的递进倍数满足：
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</mrow>
其中K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，i≥1，δ代表超声波相位测量绝对误差。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述实际相位差值求取装置(3)根据每一组所述侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值求取与该组所述侧音频率对应的实际相位差值的计算公式为：
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其中，ΔΦ(fi+1)代表第i+1组侧音频率下的实际相位差值，i≥1，K(fi,fi+1)代表第i组与第i+1组侧音频率之间的递进倍数，ΔΦfrac(fi)代表第i组侧音频率下超声波在流体中沿逆流方向传播相位变化值与沿顺流方向传播相位变化值的测量相位差值，[X]0.5代表对X进行四舍五入运算，且满足ΔΦ(f1)＝ΔΦfrac(f1)。
10.根据权利要求7-9任一所述的装置，其特征在于，
所述流体流量求取装置(4)中用于计算流体流量的任一组所述侧音频率等于所述最大组侧音频率。
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