CN109855692A - 一种计算机计量液体流量的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，步骤如下：S1：在管道的两侧发送超声波信号，接收超声波信号后需要针对超声波信号进行放大处理然后再进行过滤处理，处理完成后针对超声波信号进行信号采集，S2：信号采集后针对信号进行修正，修正完成后测量超声波信号在管道中的顺逆流传播时间差，S3：利用顺逆流传播时间差与公式计算液体在管道中的流速。本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，运行成本较低，计算简单方便并且计算结果较为精准。

Description

一种计算机计量液体流量的方法

技术领域

本申请属于液体计量领域，具体地涉及一种计算机计量液体流量的方法。

背景技术

目前我国市场上的超声波流量计已经趋向成熟，但是在测量环境较差的场合，由于流场不稳和杂质干扰等原因，超声回波信号会出现幅值衰减的现象，导致流量测量出现错误。相关法超声波流量计虽然能够克服超声回波信号幅值衰减导致流量测量错误的情况，但是由于其存在计算复杂、价格高的缺点，应用也存在问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，运行成本较低，计算简单方便并且计算结果较为精准。

(二)技术方案

本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，步骤如下：

S1：在管道的两侧发送超声波信号，接收超声波信号后需要针对超声波信号进行放大处理然后再进行过滤处理，处理完成后针对超声波信号进行信号采集；

S2：信号采集后针对信号进行修正，修正完成后测量超声波信号在管道中的顺逆流传播时间差；

S3：利用顺逆流传播时间差与公式计算液体在管道中的流速。

在本申请的一些实施例中，所述超声波信号是通过安装在管道两侧的换能器实现传播。

在本申请的一些实施例中，所述步骤S1中的信号采集方式为AD采集，所述步骤S2中采用包络线相关法完成信号修正。

在本申请的一些实施例中，从发送超声波信号至计算出液体流速是通过微处理器模块、驱动模块、信号收发控制模块、信号处理模块、高精度计时模块、AD采样模块、液晶显示模块以及安装在管道两侧的换能器实现的。

在本申请的一些实施例中，所述微处理器模块发送信号至所述驱动模块，所述驱动模块将信号传递至所述信号收发控制模块用以控制所述换能器发送超声波信号，所述超声波信号发出后在经过所述信号收发控制模块后传递至所述信号处理模块，所述信号处理模块将信号传递至AD采样模块与高精度计时模块，所述AD采样模块将信号传递至微处理器模块的信号接收端口，所述高精度计时模块将信号传递至微处理器模块的信号接收端口，所述微处理器模块将计算结果传送至液晶显示模块。

在本申请的一些实施例中，所述微处理器模块包括第一微处理器模块与第二微处理器模块，第一微处理器与第二微处理器之间通过USART相互通信。

在本申请的一些实施例中，所述高精度计时模块与第一微处理器之间通过SPI相互通信。

在本申请的一些实施例中，所述步骤S2中所述计算公式为V≈所述计算公式中C为超声波在流体中的传播速度，D为管道内径，θ为换能器连线与管道中轴线的夹角，ΔT为顺逆流传播时间差。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本申请至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本申请采用高精度时间数字转换芯片完成测量，有效的提升了测量精度与稳定性。

(2)本申请的超声波信号在接收的过程中先进行放大处理然后进行过滤处理，在最大程度上保存了原始信号，并有效避免了噪声干扰。

(3)本申请设有微处理模块设有两个微处理器，能够针对信号进行有效的分析处理与计算，液晶显示模块与微处理模块连接，能够将最终的测量结果直观的显示出来。

(4)本申请运行成本较低，计算简单方便并且计算结果较为精准。

(5)本申请采用包络线相关法进行修正信号，有效的提升了数据的可靠性。

附图说明

图1为本申请系统硬件结构图。

图2为本申请信号处理模块示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，运行成本较低，计算简单方便并且计算结果较为精准。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

具体实施例

实施例1

本申请提供了一种计算机计量液体流量的方法，是通过微处理器模块、驱动模块、信号收发控制模块、信号处理模块、高精度计时模块、AD采样模块、液晶显示模块、安装在的管道两侧的换能器A与换能器B来实现的，具体方法如下：在的管道两侧安装换能器A与换能器B用以实现超声波信号的传播，所述换能器A、换能器B与所述信号收发控制模块连接，当所述微处理器模块发出信号至驱动模块时，所述驱动模块发送至所述信号收发控制模块用以控制所述换能器A与换能器B发送超声波信号，此时所述信号收发控制模块收集超声波信号并传递至所述信号处理模块，所述信号处理模块将信号传递至AD采样模块与高精度计时模块，在信号传递至所述高精度计时模块之前需要利用包络线相关法发进行信号修正，用以提升数据的可靠性，在进行信号采样时采用AD采集的方式，所述高精度计时模块采用基于阈值比较法的高精度时间数字转换芯片完成顺逆流传播时间差ΔT的测量，本申请采用高精度时间数字转换芯片完成测量，有效的提升了测量精度与稳定性，所述微处理器模块包括第一微处理器与第二微处理器，所述第一微处理器与第二微处理器之间通过USART相互通信，本申请设有微处理模块设有两个微处理器，能够针对信号进行有效的分析处理与计算，所述AD采样模块将信号传递至所述第二微处理器信号接收端口，所述第二微处理器模块将信号计算处理后传递至第一微处理器，所述高精度计时模块将信号传递至所述第一微处理器信号接收端口，所述第一微处理器将计算结果传递至液晶显示模块，本申请中液晶显示模块与微处理模块连接，能够将最终的测量结果直观的显示出来。本实施例中所述微处理器模块是通过计算公式来计算出液体流速的，所述计算公式为其中C为超声波在流体中的传播速度，D为管道内径，θ为所述换能器A与换能器B的连线与管道中轴线的夹角，所述θ的最佳角度为25度，本公式中只有一个ΔT为变量，因此在计算时能够最大限度的保证计算结果的准确性。本申请运行成本较低，计算简单方便并且计算结果较为精准。

实施例2

与上述实施例基本一致，不同点在于：

如图2所示，本实施例中所述超声波信号接收过程中需要先进行放大处理再进行过滤处理，在最大程度上保存了原始信号，并有效避免了噪声干扰，所述高精度计时模块与第一微处理器之间通过SPI相互通信。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本申请的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种计算机计量液体流量的方法，其特征在于，步骤如下：

S1：在管道的两侧发送超声波信号，接收超声波信号后需要针对超声波信号进行放大处理然后再进行过滤处理，处理完成后针对超声波信号进行信号采集；

S2：信号采集后针对信号进行修正，修正完成后测量超声波信号在管道中的顺逆流传播时间差；

S3：利用顺逆流传播时间差与公式计算液体在管道中的流速。

2.根据权利要求1所述的一种计算机计量液体流量的方法，其特征在于，所述步骤S1中的信号采集方式为AD采集，所述步骤S2中采用包络线相关法完成信号修正。

3.根据权利要求1所述的一种计算机计量液体流量的方法，其特征在于，从发送超声波信号至计算出液体流速是通过微处理器模块、驱动模块、信号收发控制模块、信号处理模块、高精度计时模块、AD采样模块、液晶显示模块以及安装在管道两侧的换能器实现的。

4.根据权利要求4所述的一种计算机计量液体流量的方法，其特征在于，所述微处理器模块发送信号至所述驱动模块，所述驱动模块将信号传递至所述信号收发控制模块用以控制所述换能器发送超声波信号，所述超声波信号发出后在经过所述信号收发控制模块后传递至所述信号处理模块，所述信号处理模块将信号传递至AD采样模块与高精度计时模块，所述AD采样模块将信号传递至微处理器模块的信号接收端口，所述高精度计时模块将信号传递至微处理器模块的信号接收端口，所述微处理器模块将计算结果传送至液晶显示模块。

5.根据权利要求4所述的一种算机计量液体流量的方法，其特征在于，所述微处理器模块包括第一微处理器模块与第二微处理器模块，第一微处理器与第二微处理器之间通过USART相互通信。

6.根据权利要求4所述的一种算机计量液体流量的方法，其特征在于，所述高精度计时模块与第一微处理器之间通过SPI相互通信。

7.根据权利要求1所述的一种计算机计量液体流量的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述计算公式为所述计算公式中C为超声波在流体中的传播速度，D为管道内径，θ为换能器连线与管道中轴线的夹角，ΔT为顺逆流传播时间差。