CN111164421A - 超声波发射器、传播时间测量装置、气体浓度测量装置、传播时间测量程序及传播时间测量方法 - Google Patents

超声波发射器、传播时间测量装置、气体浓度测量装置、传播时间测量程序及传播时间测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提高超声波传播时间的测量精度。一种气体浓度测量装置包括：向浓度测量空间发射第一超声波并在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至该浓度测量空间的发射电路(38)和发射振子(16)；接收在浓度测量空间中传播后的超声波的接收振子(18)和接收电路(40)；以及根据第一超声波和第二超声波的发射时刻以及第一超声波和第二超声波的接收时刻确定超声波在浓度测量空间中的传播时间的传播时间测量单元(32)。第二超声波与第一超声波位相相反，且第二超声波的振幅大于第一超声波的振幅。

Description

超声波发射器、传播时间测量装置、气体浓度测量装置、传播 时间测量程序及传播时间测量方法
技术领域
本发明涉及超声波发射器、传播时间测量装置、气体浓度测量装置、传播时间测量程序以及传播时间测量方法，尤其涉及确定超声波在测量空间内的传播时间的技术。
背景技术
在借助燃料电池提供的电力行走的燃料电池车辆方面，人们已开展了广泛的研究和开发。燃料电池通过氢气和氧气的化学反应发电。一般情况下，氢气作为燃料提供给燃料电池，而氧气由燃料电池从周围空气中吸入。燃料电池车辆设有储氢罐，并由储氢罐向燃料电池供应氢气。当储氢罐内的氢气量变少时，由服务站内设置的加氢装置向燃料电池车辆的储氢罐中加氢。
由于氢气为可燃气体，因此需要对燃料电池车辆及加氢装置进行氢气泄漏监测。因此，氢气浓度测量装置与燃料电池车辆和加氢装置一起得到广泛应用。氢气浓度测量装置具有测量空气中的氢气浓度、当氢气浓度超出预定值时发出警报等功能。
下文所列专利文献1和2中描述了特定气体的浓度测量装置。此两专利文献中描述的装置根据超声波在作为测量对象的空气中的传播速度等超声波传播特性测量特定气体的浓度，也可用于氢气浓度的测量。此外，专利文献3～6中描述了根据超声波脉冲的波形确定超声波脉冲接收时间的技术，为本申请发明的关联技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2002-214203号公报
专利文献2：特开平3-223669号公报
专利文献3：特开平8-254454号公报
专利文献4：特开平9-127244号公报
专利文献5：特开平9-184716号公报
专利文献6：特开2007-187506号公报
发明内容
本发明待解决的问题
根据超声波传播速度测量特定气体浓度的装置中，一般设有气体浓度测量空间。该浓度测量空间中设有用于超声波收发的超声波振子。超声波从用于发射的超声波振子发出后，在浓度测量空间内传播，然后由用于接收的超声波振子接收。根据超声波从发射到接收的传播时间以及预先测量的传播距离，可以求得超声波的传播速度。
然而，当用于接收的超声波振子接收的超声波脉冲的时域波形为具有恒定振幅的波形等无特征时域波形时，将难以测量超声波脉冲的接收时间，从而可能降低浓度测量空间内超声波传播时间的测量精度以及气体浓度的测量精度。
本发明的目的在于提高超声波传播时间的测量精度。
解决问题的技术手段
本发明的特征在于，在设于传播时间测量装置中的超声波发射器中，所述传播时间测量装置为向测量空间发射超声波并根据超声波的发射时刻以及超声波在所述测量空间内传播后的接收时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间的装置，所述超声波发射器包括发射单元，该发射单元向所述测量空间发射第一超声波，并向该测量空间发射在时间上接于所述第一超声波之后的第二超声波，所述第二超声波与所述第一超声波位相相反。
优选地，所述第二超声波的振幅大于所述第一超声波的振幅。
此外，本发明的特征在于，包括：向测量空间发射第一超声波且向该测量空间发射在时间上接于所述第一超声波之后的第二超声波的发射单元；接收在所述测量空间内传播后的超声波的接收单元；以及根据所述发射单元发射所述第一超声波和第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间的传播时间测量单元，其中，所述第二超声波与所述第一超声波位相相反。
优选地，所述第二超声波的振幅大于所述第一超声波的振幅。
优选地，所述传播时间测量单元根据所述接收单元接收的超声波获得该接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和该接收信号所含的所述第二超声波的成分在该接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据该分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
优选地，包括根据超声波在所述测量空间内的传播时间测量该测量空间内的特定气体的浓度的浓度测量单元。
此外，本发明的特征在于，在读入传播时间测量器内的传播时间测量程序中，所述传播时间测量器包括：向测量空间发射超声波的发射单元；接收在所述测量空间内传播后的超声波的接收单元；以及传播时间测量单元，该传播时间测量单元在通过控制所述发射单元而令该发射单元发射超声波的同时，根据该发射单元发射超声波的时刻以及所述接收单元接收超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间，所述传播时间测量程序使得如下步骤得以执行：由所述发射单元进行向所述测量空间发射第一超声波并向该测量空间发射在时间上接于所述第一超声波之后的第二超声波的发射处理，其中，所述第二超声波与所述第一超声波位相相反；由所述传播时间测量器根据所述发射单元发射所述第一超声波和第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
优选地，确定超声波在所述测量空间内的传播时间的步骤包括如下步骤：根据所述接收单元接收的超声波获得所述接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和该接收信号所含的所述第二超声波的成分在该接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据该分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
此外，本发明的特征在于，在传播时间测量器内执行的传播时间测量方法中，所述传播时间测量器包括：向测量空间发射超声波的发射单元；接收在所述测量空间内传播后的超声波的接收单元；以及传播时间测量单元，该传播时间测量单元在通过控制所述发射单元而令该发射单元发射超声波的同时，根据该发射单元发射超声波的时间以及所述接收单元接收超声波的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间，所述传播时间测量方法包括：由所述发射单元进行向所述测量空间发射第一超声波并向该测量空间发射在时间上接于所述第一超声波之后的第二超声波的发射处理，其中，所述第二超声波与所述第一超声波位相相反；由所述传播时间测量器根据所述发射单元发射所述第一超声波和第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
优选地，确定超声波在所述测量空间内的传播时间包括：根据所述接收单元接收的超声波获得所述接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和该接收信号所含的所述第二超声波的成分在该接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据该分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
发明效果
通过本发明，可以提高超声波传播时间的测量精度。
附图说明
图1为气体浓度测量装置的示意图。
图2为气体浓度测量装置的详细结构图。
图3为发射电路生成的发射脉冲信号图。
图4为例示接收脉冲信号图。
图5为上包络线中出现多个谷点的例示接收脉冲信号示意图。
图6所示为气体浓度测量装置的变形实施例。
附图标记说明
10：壳体；12：电路板；14：测量电路；16：发射振子；18：接收振子；20：通气孔；22：连接器；24：反射面；26：温度传感器；28：处理器；30：收发控制单元；32：传播时间测量单元；36：浓度测量单元；38：发射电路；40：接收电路；42：存储单元；44：上包络线。
具体实施方式
图1为本发明实施方式气体浓度测量装置的示意图。该气体浓度测量装置包括具有气体浓度测量空间的壳体10，并根据超声波在壳体10内的气体中传播的传播速度测量气体浓度。壳体10上设有通气孔20，气体可经通气孔20在壳体10的内外流通。壳体10中的浓度测量空间的形状例如为长方体、圆柱形等。浓度测量空间并不一定在所有方向上由壳体10的侧壁包围，只要至少能够实现超声波的收发即可。
气体浓度测量装置包括设于壳体10内的电路板12。电路板12上安装有测量电路14、发射振子16、接收振子18以及连接器22。发射振子16根据测量电路14的操作发射超声波。发射振子16发出的超声波在壳体10内侧的反射面24上反射后，由接收振子18接收。测量电路14根据超声波从发射到接收所经历的时间以及预先存储的超声波传播距离，确定超声波的传播速度。测量电路14还根据自身配备的温度传感器的测量值确定壳体10内的温度，并进一步根据超声波传播速度和温度测量值确定气体浓度。测量电路14还将气体浓度测量值输出至与连接器22连接的计算机、显示装置等外部装置。
图2为本发明实施方式气体浓度测量装置的详细结构图。气体浓度测量装置包括壳体10、发射振子16、接收振子18、测量电路14以及连接器22。测量电路14包括发射电路38、接收电路40、处理器28以及存储单元42。发射振子16、接收振子18以及连接器22与测量电路14连接。
处理器28通过执行存于存储单元42内的程序或预先自动存储的程序，在内部构成收发控制单元30、传播时间测量单元32以及浓度测量单元36。这些构成单元除了由处理器28实现之外，还可分别由作为硬件的数字电路单独构成。
以下，对气体浓度测量装置实施的氢气浓度测量进行说明。发射电路38和发射振子16作为用于发射超声波的发射单元。发射电路38在收发控制单元30的控制下，向发射振子16输出发射脉冲信号。发射振子16将作为电信号的发射脉冲信号转换为超声波，并发射发射超声波脉冲。该发射超声波脉冲在壳体10的反射面24发生反射。
图3所示为发射电路38在收发控制单元30的控制下生成的发射脉冲信号。其中，横轴表示时间，纵轴表示振幅。所述发射脉冲信号为由成对的正负信号构成的差分信号。发射振子16发出的超声波脉冲为基于正信号减去负信号后去除直流成分后的残余部分的脉冲。从时刻t0开始，生成跨5个周期的方波正信号，从时刻t0起5个周期后的时刻t1，生成跨3个周期的相反位相方波正信号。在时刻t0至时刻t1的时间段内，负信号水平为0。此外，在时刻t1以后，生成跨3个周期的方波负信号。在时刻t1以后，负信号与正信号成极性相反的关系。通过这一发射脉冲信号，发射振子16可发射振幅在第6周期变小且随后变大的超声波脉冲。
以下，对5个周期的正相信号后接3个周期的反相信号的发射脉冲信号进行说明。其中，正相信号的周期数(重复次数)和反相信号的周期数可以为任意数。此外，反相信号的振幅既可与正相信号的振幅相同，也可与正相信号的振幅不同。也就是说，反相信号的振幅可不为正相信号振幅的两倍，而且可以为任意大小。另外，反相信号的频率可与正相信号频率不同。通过使用正相信号后接反相信号的发射脉冲信号，可以使接收振子18接收的超声波脉冲波形发生显著变化，从而提高在指定接收超声波脉冲时刻的处理精度。
如上所述，本实施方式气体浓度测量装置由超声波发射器构成。该超声波发射器的发射单元(发射电路38和发射振子16)先向浓度测量空间发射基于正相信号生成的第一超声波，然后向浓度测量空间发射基于正相信号后接的反相信号生成的第二超声波。第二超声波与第一超声波位相相反且具有与第一超声波不同的振幅。
接收振子18和接收电路40作为用于接收超声波的接收单元。接收振子18接收在壳体10反射面24上反射后的超声波脉冲后，将该接收超声波脉冲转换为作为电信号的接收脉冲信号，并将其输出至接收电路40。接收电路40在调节接收脉冲信号的电平后，将其输出至处理器28。随后，处理器28将表示所述接收脉冲信号的接收数据存储在存储单元42中。所述接收数据为将接收脉冲信号值与时间对应关联的数据。形成于处理器28内的传播时间测量单元32通过参考存储单元42中存储的接收数据而确定从发射电路38输出发射脉冲信号开始至接收电路40输出接收脉冲信号为止的传播时间tp。
图4为根据图3所示发射脉冲信号发射发射超声波脉冲时的例示接收脉冲信号图。其中，横轴表示时间，纵轴表示振幅。接收脉冲信号具有在时间轴上相互连续的多次起伏的时域波形。该时域波形的“一次起伏”定义如下：先从零电平增大至正向最大值，然后逐渐减小，并在零交叉点处由正转负；随后，朝负方向逐渐减小至负向最小值，然后再朝正方向增大至下一个零交叉处。其中，零交叉点是指时域波形中接收脉冲信号的振幅正负值变为0的点。在下文中，一次起伏的最大值称为峰值。
在接收脉冲信号中，从首次起伏开始向后续起伏转变的过程中，峰值先逐渐增大，在经过预定次数起伏后逐渐变小，然后再次增大至达到最大峰值，随后再次逐渐变小。在图4示例中，峰值从首次起伏开始至第六次起伏为止逐渐增大，在第七次起伏时开始变小，随后峰值朝着随后的起伏再次逐渐增大。虽然图4所示为最初出现最大值(正峰值)的接收脉冲信号，但接收脉冲信号也可最初出现最小值(负峰值)。
图2中的传播时间测量单元32通过参考存储单元42中存储的接收数据，按照下述方式，确定超声波脉冲的接收时刻。换句话说，传播时间测量单元32找出探测点时刻，与接收脉冲信号上包络线谷点对应的正峰值的前一正峰值出现在该探测点时刻。其中，上包络线是指连接正峰值的包络线。随后，传播时间测量单元32确定探测点时刻的后一零交叉点(分界点)的时刻，以将其作为分界点时刻tz。
传播时间测量单元32通过将分界点时刻tz减去发射脉冲信号发生位相变化的时刻t1(图3)而求得传播时间tp＝(tz-t1)。
当上包络线中出现多个谷点时，传播时间测量单元32可进行如下处理。换句话说，传播时间测量单元32求得谷点深度，该谷点深度是通过将上包络线谷点的前一上包络线峰点处的峰值减去该谷点处的峰值而求得下降评价值和通过将上包络线谷点的后一包络线峰点处的峰值减去该谷点处的峰值而求得上升评价值相加而求得。其中，谷点深度为表示上包络线谷点所在波谷深度的评价值。之后，传播时间测量单元32找出上包络线中出现的多个谷点当中谷点深度最大的谷点所对应的正峰值的前一正峰值出现时的探测点时刻tc以及作为分界点时刻tz的探测点时刻tc的后一零交叉点时刻。传播时间测量单元32通过将分界点时刻tz减去发射脉冲信号发生位相变化的时刻t1而求得传播时间tp＝(tz-t1)。
图5为上包络线44中出现多个谷点的例示接收脉冲信号示意图。其中，上包络线44中出现B和D两个谷点。通过将上包络线44谷点B的前一包络线44峰点A处的峰值ya减去该谷点B处的峰值yb，求得下降评价值e1(e1＝ya-yb)。此外，通过将上包络线44谷点B的后一包络线44峰点C处的峰值yc减去该谷点B处的峰值yb，求得下降评价值f1(f1＝yc-yb)。如此，谷点B的谷点深度db满足关系：db＝e1+f1＝(ya-yb)+(yc-yb)。
此外，通过将上包络线44谷点D的前一包络线44峰点C处的峰值yc减去该谷点D处的峰值yd，求得下降评价值e2(e2＝yc-yd)。通过将上包络线44谷点D的后一包络线44峰点E处的峰值ye减去该谷点D处的峰值yd，求得下降评价值f2(f2＝ye-yd)。如此，谷点D的谷点深度dd＝e2+f2＝(yc-yd)+(ye-yd)。
在图5所示接收脉冲信号中，谷点深度dd＝e2+f2＝(yc-yd)+(ye-yd)大于谷点深度db＝e1+f1＝(ya-yb)+(yc-yb)。因此，传播时间测量单元32随后找出谷点D对应的正峰值的前一正峰值(峰点C)出现时的探测点时刻tc以及作为分界点时刻tz的探测点时刻tc的后一零交叉点时刻。传播时间测量单元32通过将分界点时刻tz减去发射脉冲信号发生位相变化的时刻t1而求得传播时间tp＝(tz-t1)。
因此，传播时间测量单元32在获得作为接收电路40根据接收振子18接收的超声波脉冲输出的接收信号的接收脉冲信号后，测量出由接收超声波脉冲所含的第一超声波成分和接收超声波脉冲所含的第二超声波成分在接收脉冲信号的时域波形中形成的分界点，并根据发射脉冲信号的发射时刻以及所述分界点的时刻，求得超声波在浓度测量空间中的传播时间tp。
也就是说，气体浓度测量装置中形成有向浓度测量空间发射超声波并根据超声波的发射时刻以及超声波在浓度测量空间中传播后的接收时刻求得超声波在浓度测量空间中的传播时间的传播时间装置。
以上，描述了利用接收脉冲信号的正峰值和上包络线求得传播时间tp的处理方式。传播时间测量单元32也可利用接收脉冲信号的负峰值和下包络线求取传播时间tp。其中，下包络线是指连接负峰值的包络线。在该情形中，传播时间测量单元32先找出接收脉冲信号下包络线的峰点对应的负峰值的前一负峰值出现时的探测点时刻td，然后传播时间测量单元32确定探测点时刻的前一零交叉点(分界点)的时刻，以将其作为分界点时刻tz。
此外，当下包络线中出现多个峰点时，传播时间测量单元32可进行如下处理。换句话说，传播时间测量单元32求得峰点深度，该峰点深度是通过将下包络线峰点的前一下包络线谷点处的峰值(负峰值)从该峰点处的负峰值中减去而求得上升评价值和通过将下包络线峰点的后一包络线谷点处的负峰值从峰点处的负峰值中减去而求得下降评价值相加而求得。其中，峰点深度为表示下包络线峰点所在波谷深度的评价值。之后，传播时间测量单元32找出下包络线中出现的多个峰点中峰点深度最大的峰点所对应的负峰值的前一负峰值出现时的探测点时刻td以及作为分界点时刻tz的探测点时刻td的前一零交叉点时刻。传播时间测量单元32通过将分界点时刻tz减去发射脉冲信号发生位相变化的时刻t1而求得传播时间tp＝(tz-t1)。
以下，再次参考图2，对氢气浓度的测量进行说明。存储单元42中存有传播距离d0。传播距离d0为预先测得的超声波从发射振子16传播至壳体10反射面24并从反射面24传播回接收振子18的距离。浓度测量单元36从存储单元42读取传播距离d0后，通过将传播距离d0除以传播时间tp而求得传播速度测量值vm(＝d0/tp)。此外，浓度测量单元36还根据温度传感器26的测量值求取温度测量值Tm。浓度测量单元36根据下式(式1)计算氢气浓度p：
式1
Figure BDA0002434180380000101
其中，k为气体比热比，R为气体常数，Mh为氢气分子量，Ma为不含氢气时的空气分子量。当假设作为测量对象的空气仅由80％的氮气以及20％的氧气组成时，比热比k可以为1.4。此外，气体常数R为8.31，氢气分子量Mh为2.0，空气分子量Ma为28.8。如上所述，传播速度测量值vm和温度测量值Tm由浓度测量单元36求取。
由于式1右侧各值均已知，因此浓度测量单元36按照式1计算氢气浓度p。处理器28将按上述方式求得的氢气浓度p经连接器22输出至外部计算机。当气体浓度测量装置配备显示面板时，处理器28可在该显示面板上显示氢气浓度p。
如上所述，本实施方式气体浓度测量装置中形成有超声波发射器。该超声波发射器包括发射单元(发射电路和发射振子16)，该发射单元先向浓度测量空间发射基于正相信号生成的第一超声波，然后向浓度测量空间发射基于正相信号后接的反相信号生成的第二超声波。第一超声波后接的第二超声波与第一超声波位相相反。如此，使得接收电路40输出的接收脉冲信号的上包络线存在谷点。此外，由于第一超声波后接的第二超声波的振幅与第一超声波振幅不同，因此使得所述谷点较为明显，从而允许测量出上包络线的谷点并找出与该谷点对应的正峰值的前一正峰值出现的探测点时刻tc以及作为分界点时刻tz的探测点时刻tc的后一零交叉点时刻。这一方式比根据包络线不发生较大变化的超声波脉冲确定接收时刻的方式更加容易，因此能够以高精度测量分界点时刻tz，进而实现传播时间tp、传播速度vm及氢气浓度p的高精度测量。
此外，经确认，当先向浓度测量空间发射第一超声波，然后向浓度测量空间发射在时间上接于第一超声波之后的相反位相的第二超声波时，可以减小气体密度、温度等测量条件的波动对分界点时刻tz造成的影响。如此，通过本实施方式气体浓度测量装置，可以减小测量条件变化导致的测量误差。
此外，虽然上文中描述了发射振子16和接收振子18分别单独设置的结构，但是此两超声波振子也可作为同一部件。也就是说，还可以采用与发射电路38和接收电路40同时连接的同一超声波振子的结构，并使得该超声波振子同时进行超声波脉冲的发射和接收。
此外，虽然上文中描述了由发射振子16向壳体10的反射面24发射超声波并由接收振子18接收从壳体10的反射面24反射回的超声波的结构，但是在该结构之外，也可如图6所示，采用发射振子16与接收振子18相对设置的结构。在该情形中，发射振子16发出的超声波在壳体10内传播后被接收振子18直接接收，而且传播距离为直接连接发射振子16和接收振子18的路径距离。
虽然上文中描述了测量氢气浓度的气体浓度测量装置实施方式，但是该气体浓度测量装置还可测量其他气体的浓度。在该情形中，需要将式1中的比热比k、分子量等相应替换为测量对象气体的值。

Claims (10)

1.一种设于传播时间测量装置中的超声波发射器，其特征在于，
所述传播时间测量装置为向测量空间发射超声波并根据超声波的发射时刻以及超声波在所述测量空间内传播后的接收时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间的装置，
所述超声波发射器包括：
一发射单元，所述发射单元向所述测量空间发射第一超声波，并在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至所述测量空间，
所述第二超声波与所述第一超声波的位相相反。
2.如权利要求1所述的超声波发射器，其特征在于，所述第二超声波的振幅大于所述第一超声波的振幅。
3.一种传播时间测量装置，其特征在于，包括：
一发射单元，向测量空间发射第一超声波且在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至所述测量空间；
一接收单元，接收在所述测量空间内传播后的超声波；以及
一传播时间测量单元，根据所述发射单元发射所述第一超声波和第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间，
其中，所述第二超声波与所述第一超声波的位相相反。
4.如权利要求3所述的传播时间测量装置，其特征在于，所述第二超声波的振幅大于所述第一超声波的振幅。
5.如权利要求3或4所述的传播时间测量装置，其特征在于，
所述传播时间测量单元
根据所述接收单元接收的超声波获得所述接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和所述接收信号所含的所述第二超声波的成分在所述接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据所述分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
6.一种气体浓度测定装置，其特征在于，包括：
如权利要求3至5中任一项所述的传播时间测量装置；以及
根据超声波在所述测量空间内的传播时间测量所述测量空间内的特定气体的浓度的浓度测量单元。
7.一种传播时间测量器可读的传播时间测量程序，其特征在于
所述传播时间测量器包括：
一发射单元，向测量空间发射超声波；
一接收单元，接收在所述测量空间内传播后的超声波；以及
一传播时间测量单元，通过控制所述发射单元而使所述发射单元发射超声波，并根据所述发射单元发射超声波的时刻以及所述接收单元接收超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间，
其中，所述传播时间测量程序使得如下步骤得以执行：
使所述发射单元向所述测量空间发射第一超声波并在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至所述测量空间的发射处理，其中，所述第二超声波与所述第一超声波的位相相反；
使所述传播时间测量器根据所述发射单元发射所述第一超声波和所述第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和所述第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
8.如权利要求7所述的传播时间测量程序，其特征在于，
确定超声波在所述测量空间内的传播时间的步骤包括如下步骤：
根据所述接收单元接收的超声波获得所述接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和所述接收信号所含的所述第二超声波的成分在所述接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据所述分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
9.一种在传播时间测量器中执行的传播时间测量方法，其特征在于
所述传播时间测量器包括：
一发射单元，向测量空间发射超声波；
一接收单元，接收在所述测量空间内传播后的超声波；以及
一传播时间测量单元，通过控制所述发射单元而使所述发射单元发射超声波，并根据所述发射单元发射超声波的时刻以及所述接收单元接收超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间，
其中，所述传播时间测量方法包括：
使所述发射单元向所述测量空间发射第一超声波并在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至所述测量空间的发射处理，其中，所述第二超声波与所述第一超声波的位相相反；
由所述传播时间测量器根据所述发射单元发射所述第一超声波和所述第二超声波的时刻以及所述接收单元接收所述第一超声波和所述第二超声波的时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
10.如权利要求9所述的传播时间测量方法，其特征在于，
确定超声波在所述测量空间内的传播时间包括：
根据所述接收单元接收的超声波获得所述接收单元输出的接收信号后，测量由所述接收信号所含的所述第一超声波的成分和所述接收信号所含的所述第二超声波的成分在所述接收信号的时域波形中形成的分界点，并根据所述分界点的时间确定超声波在所述测量空间内的传播时间。
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