CN114487094A - 液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质，涉及超声波测量技术领域。具体实现方案为：控制信号发生单元生成超声波信号；获取信号幅值衰减数据；基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号；将超声波补偿信通过发送换能器发送至待测液体中；获取接收换能器接收到的回波信号，回波信号为超声波补偿信号在待测液体中经反射得到的回波信号；根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值；基于声衰减值，确定待测液体的浓度。本申请解决了超声波信号衰减造成的测量结果不准确的问题，提高了测量液体浓度的精确度。
Description
技术领域
本申请涉及超声波测量技术领域，尤其涉及一种液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
超声波测量技术是一种无损的测量技术，普遍应用于航空航海、雷达、医学、石油化工等行业中。其基本原理是利用介质的声学特性(声速、声压、声阻抗、声衰减等)测量物体的运动速度、物体形状、介质的强度、浓度、流速、温度等物理特性。工业应用中利用超声波测量液体的浓度，一般是利用测量超声波在悬浊液中的声衰减的特性来实现的。因此如何精确的测量超声波在介质中的衰减量成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种液体浓度测量方法，包括：
控制信号发生单元生成超声波信号；
获取信号幅值衰减数据；
基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理；
将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中；
获取接收换能器接收到的回波信号，所述回波信号为所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号；
根据所述超声波信号和所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值；
基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度。
根据本申请的一个实施例，所述获取预先确定的信号幅值衰减数据，包括：
将所述超声波信号发送给接收换能器；
获取所述接收换能器输出的信号；
根据所述接收换能器输出的信号，确定所述衰减数据。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理，包括：
基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度加权补偿，得到超声波补偿信号。
根据本申请的一个实施例，所述回波信号有多个，根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值，包括：
通过匹配滤波器，对多个所述回波信号进行脉冲压缩；
确定经过脉冲压缩后的多个所述回波信号中的第一个回波信号；
根据所述第一个回波信号，确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度，包括：
获取不同衰减值对应的标定液体浓度；
基于所述声衰减值，根据所述不同衰减值对应的标定液体浓度，确定与所述衰减值对应的标定液体浓度；
确定所述标定液体浓度为所述待测液体的浓度。
根据本申请的一个实施例，所述将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中，包括：
对所述超声波补偿信号进行数模转换；
将经过数模转换后的所述超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的所述超声波信号；
将功率放大后的所述超声波信号发送至所述发送换能器，得到换能后的所述超声波信号；
将换能后的所述超声波信号发送至待测液体中。
根据本申请的一个实施例，所述根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值，包括：
将所述第一个回波信号发送至放大器，得到信号放大后的所述第一个回波信号；
对信号放大后的所述第一个回波信号进行模数转换；
将进行模数转换后的所述第一个回波信号通过信号接收单元发送至信号处理单元；
通过所述信号处理单元，根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种液体浓度测量装置，包括：
控制模块，用于控制信号发生单元生成超声波信号；
第一获取模块，用于获取信号幅值衰减数据；
补偿模块，用于基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号；
发送模块，用于将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中；
第二获取模块，用于获取接收换能器接收到的回波信号，所述回波信号为所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号；
第一确定模块，用于根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值；
第二确定模块，用于基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度。
根据本申请的一个实施例，所述第一获取模块包括：
第一发送子模块，用于将所述超声波信号发送给接收换能器；
第一获取子模块，用于获取所述接收换能器输出的信号；
第一确定子模块，用于根据所述超声波信号和所述接收换能器输出的信号，确定所述衰减数据。
根据本申请的一个实施例，所述补偿模块包括：
补偿子模块，用于基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度加权补偿，得到超声波补偿信号。
根据本申请的一个实施例，所述第一确定模块包括：
脉冲压缩子模块，用于通过匹配滤波器，对多个所述回波信号进行脉冲压缩；
第二确定子模块，用于确定经过脉冲压缩后的多个所述回波信号中的第一个回波信号；
第三确定子模块，用于根据所述第一个回波信号，确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本申请的一个实施例，所述第二确定模块包括：
第二获取子模块，用于获取不同衰减值对应的标定液体浓度；
第四确定子模块，用于基于所述声衰减值，根据所述不同衰减值对应的标定液体浓度，确定与所述衰减值对应的标定液体浓度；
第五确定子模块，用于确定所述标定液体浓度为所述待测液体的浓度。
根据本申请的一个实施例，所述发送模块包括：
第一转换子模块，用于对所述超声波补偿信号进行数模转换；
第二发送子模块，用于将经过数模转换后的所述超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的所述超声波信号；
第三发送子模块，用于将功率放大后的所述超声波信号发送至所述发送换能器，得到换能后的所述超声波信号；
第四发送子模块，用于将换能后的所述超声波信号发送至待测液体中。
根据本申请的一个实施例，所述第一确定模块包括：
第一发送子模块，用于将所述第一个回波信号发送至放大器，得到信号放大后的所述第一个回波信号；
第一转换子模块，用于对信号放大后的所述第一个回波信号进行模数转换；
第二发送子模块，用于将进行模数转换后的所述第一个回波信号通过信号接收单元发送至信号处理单元；
第一确定子模块，用于通过所述信号处理单元，根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种液体浓度测量系统，包括：
测量单元，所述测量单元包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至7中任一所述方法；
信号发生单元，用于生成所述超声波信号；
发送换能器，用于发送所述超声波补偿信号；
接收换能器，用于接收所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号。
根据本申请的一个实施例，所述系统还包括：
功率放大电路，用于对数模转换后的所述超声波信号进行功率放大。
根据本申请的一个实施例，所述系统还包括：
放大器，用于对所述第一个回波信号进行信号放大；
信号接收单元，用于接收进行模数转换后的所述第一个回波信号；
信号处理单元，用于根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面中任一种方法的计算机程序。
根据本申请的一种液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质，通过对超声波进行幅度加权补偿，从而解决了超声波信号经过换能器探头后出现衰减，造成回波信号声衰减量的测量结果不准确的问题，进而提高了测量液体浓度的精确度。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1是根据本申请第一实施例的示意图；
图2是根据本申请第一实施例提出的数字LFM信号发生器结构示意图；
图3是根据本申请第一实施例提出的原始超声波信号波形示意图；
图4是根据本申请第一实施例提出的经过换能器后的超声波信号波形示意图；
图5是根据本申请第二实施例的示意图；
图6是根据本申请第二实施例提出的进行超声波补偿信号波形示意图；
图7是根据本申请第二实施例提出的超声波补偿信号经过换能器后的波形示意图；
图8是根据本申请第三实施例的示意图；
图9是根据本申请第四实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
相关技术中，超声波测量技术是一种无损的测量技术，普遍应用于航空航海、雷达、医学、石油化工等行业中。其基本原理是利用介质的声学特性(声速、声压、声阻抗、声衰减等)测量物体的运动速度、物体形状、介质的强度、浓度、流速、温度等物理特性。工业应用中利用超声波测量液体的浓度，一般是利用测量超声波在悬浊液中的声衰减的特性来实现的。因此如何精确的测量超声波在介质中的衰减量成为亟待解决的问题。
基于上述问题，本申请提出了一种液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质，通过对超声波进行幅度加权补偿，从而解决了超声波信号经过换能器探头后出现衰减，造成回波信号声衰减量的测量结果不准确的问题，进而提高了测量液体浓度的精确度。
图1是根据本申请第一实施例的示意图。如图1所示，液体浓度测量方法包括以下步骤：
步骤101，控制信号发生单元生成超声波信号。
作为一种可能的实例，信号发生单元可以是数字LFM(Linear FrequencyModulation，线性调频信号)信号发生器，可以采用DDS(Direct Digital Synthesis，直接数字频率合成技术)进行设计，如图2所示，数字LFM信号发生器可以包括频率累加器、相位累加器、波形存储器及控制模块。
需要说明的是，依据匹配滤波理论，噪声功率谱密度一定的情况下，使用大时宽带宽积信号做为发射波可以提高信噪比。线性调频信号是一种大时宽带宽积信号，多应用于声纳、雷达系统的设计中。
步骤102，获取预先确定的信号幅值衰减数据。
需要说明的是，如图3、图4所示，信号幅值衰减数据是指原始超声波信号在经过发送换能器后，由于发送换能器探头自身的脉冲响应特性，导致进入液体的超声波功率降低，假设噪声功率一定，此时会导致回波信号的信噪比降低。
步骤103，基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号。
作为一种可能的实例，基于信号幅值衰减数据，在生产超声波信号后，先对超声波信号进行幅度补偿处理，从而对衰减部分进行补偿，避免信噪比降低对回波信号造成影响。
步骤104，将超声波补偿信通过发送换能器发送至待测液体中。
需要说明的是，可选的换能器可以是超声波发送接收一体式换能器探头，还可以是发动换能器和接收换能器分离式换能器探头，本实施例对此不做限定。
步骤105，获取接收换能器接收到的回波信号，回波信号为超声波补偿信号在待测液体中经反射得到的回波信号。
举例来说，对液体浓度进行测量，可以在液体输送管道侧壁上安装发送换能器探头，发送换能器探头通过管道侧壁预留的通孔伸入至管道内部，超声波发射方向与管道方向垂直设置，超声波经发送换能器探头发出，当触碰到管道远离发送换能器探头一侧的内壁时，超声波反射形成回波信号返回至换能器探头。
步骤106，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值。
可以理解，根据回波信号相对于发射的超声波的声衰减量，得到超声波信号在待测液体中的声衰减值。
步骤107，基于声衰减值，确定待测液体的浓度。
根据本申请实施例的超声波测量液体浓度方法，控制信号发生单元生成超声波信号，获取预先确定的信号幅值衰减数据，基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，将超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中，通过接收换能器接收超声波信号在待测液体中经反射物反射得到的回波信号，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值，基于声衰减值，确定待测液体的浓度，从而能够弥补超声波信号衰减造成的测量结果不准确的问题，提高了测量液体浓度的精确度。
为了保证能够根据声衰减数据对超声波信号进行幅度补偿处理，可选地，通过将生成超声波信号发送给接收换能器，获取接收换能器输出的信号，根据接收换能器输出的信号确定声衰减数据。图5根据本申请第二实施例的示意图。在本申请一些实施例中，如图5所示，超声波测量液体浓度方法包括：
步骤501，控制信号发生单元生成超声波信号。
在本申请的实施例中，步骤501可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤502，获取预先确定的信号幅值衰减数据，具体包括以下步骤：
步骤5021，将生成超声波信号发送给接收换能器。
步骤5022，获取接收换能器输出的信号。
步骤5023，根据接收换能器输出的信号，确定衰减数据。
作为一种可能的实例，将超声波信号直接发送给发送换能器探头，获得经过发送换能器探头后的衰减超声波信号，基于衰减超声波信号，确定需要补偿的超声波信号幅值，即信号幅值衰减数据。
步骤503，基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号。
可以理解，如图6、图7所示，经过超声波补偿信号在经过换能器后，衰减部分得到了补偿，从而能够有效提高测量精度。
LFM信号的表达式为
其中A为信号幅度，f0为起始频率，
为初始相位，K为调频斜率，t为脉冲宽度，T为脉冲宽度最大值。
假设换能器的脉冲响应为g(t)，则换能器脉冲响应可以近似为具有高斯包络的余弦波，即：
g(t)＝exp(-π2Δf2 t2/α)cos(2πf0t) (1)
其中，f0为探头中心频率，Δf为探头-6dB带宽，exp为语言函数。
假设幅度加权函数为A(t)，经过加权后的发射信号为sA(t)＝s(t)*A(t)。
根据傅里叶变换，
F(s(t)*A(t)*g(t))＝F(s(t))
F(s(t)*A(t))＝(F(s(t)))/(F(g(t)))
结合公式(1)，幅度加权函数为：
A(t)＝exp[(t-T/2)2/D2]
其中，D为常数，与加权补偿幅度成反比，可根据实际需求取值。
步骤504，将超声波补偿信通过发送换能器发送至待测液体中，具体包括以下步骤：
步骤5041，对超声波补偿信号进行数模转换。
步骤5042，将经过数模转换后的超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的超声波信号。
可以理解，为了使衰减后的声波信号能量更大，会将经过数模转换后的超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的超声波信号，再经过换能器发射出去。
步骤5043，将功率放大后的超声波信号发送至发送换能器，得到换能后的超声波信号。
步骤5044，将换能后的超声波信号发送至待测液体中。
步骤505，获取接收换能器接收到的回波信号，回波信号为超声波补偿信号在待测液体中经反射得到的回波信号。
在本申请的实施例中，步骤505可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤506，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值，在本申请一些实施例中，具体包括以下步骤：
步骤5061，通过匹配滤波器，对多个回波信号进行脉冲压缩。
可以理解，通过匹配滤波器对多个回波信号进行脉冲压缩，可以更加容易的定位到第一个回波信号的位置。
步骤5062，确定经过脉冲压缩后的多个回波信号中的第一个回波信号。
步骤5063，将第一个回波信号发送至放大器进行信号放大，得到信号放大后的第一个回波信号。
步骤5064，对信号放大后的第一个回波信号进行模数转换。
步骤5065，将进行模数转换后的第一个回波信号通过信号接收单元发送至信号处理单元。
步骤5066，通过信号处理单元，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值。
作为一种可能的示例，预先对不同浓度液体的中的超声波能量进行标定，找到与回波信号和发出的超声波信号对应的超声波能量，从而计算超声波信号在待测液体中的声衰减值。
步骤507，基于声衰减值，确定待测液体的浓度，在本申请一些实施例中，具体包括以下步骤：
步骤5071，获取不同衰减值对应的标定液体浓度。
需要说明的是，上述不同衰减值对应的标定液体浓度可以通过实验对不同浓度液体的衰减值进行计算得到。
步骤5072，基于声衰减值，根据不同衰减值对应的标定液体浓度，确定与衰减值对应的标定液体浓度。
步骤5073，确定上述与衰减值对应的标定液体浓度为待测液体的浓度。
根据本申请实施例的液体浓度测量方法，通过将生成超声波信号发送给接收换能器，获取接收换能器输出的信号，根据接收换能器输出的信号确定声衰减数据，从而能够根据声衰减数据对超声波信号进行幅度补偿处理；另外，对超声波补偿信号进行数模转换，将经过数模转换后的超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的超声波信号，将功率放大后的超声波信号发送至发送换能器，得到换能后的超声波信号，将换能后的超声波信号发送至待测液体中，从而能够对超声波信号进行放大，避免信号衰减对测量结果造成影响，提高了测量的精准度；另外，通过匹配滤波器，对多个回波信号进行脉冲压缩，从而能够更加容易的找到第一个回波信号，提高测量效率。
实施例三
为了实现上述实施例，本申请提出了一种液体浓度测量装置。
图8是根据本申请第三实施例的示意图。如图8所示，该装置包括：
控制模块801，用于控制信号发生单元生成超声波信号。
第一获取模块802，用于获取信号幅值衰减数据。
其中，在本申请实施例中，第一获取模块802包括：
第一发送子模块，用于将超声波信号发送给接收换能器；
第一获取子模块，用于获取接收换能器输出的信号；
第一确定子模块，用于根据超声波信号和接收换能器输出的信号，确定衰减数据。
其中，在本申请实施例中，第一确定模块包括：
脉冲压缩子模块，用于通过匹配滤波器，对多个回波信号进行脉冲压缩；
第二确定子模块，用于确定经过脉冲压缩后的多个回波信号中的第一个回波信号；
第三确定子模块，用于根据第一个回波信号，确定超声波信号在待测液体中的声衰减值。
补偿模块803，用于基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号。
其中，在本申请实施例中，补偿模块包括：
补偿子模块，用于基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度加权补偿，得到超声波补偿信号。
发送模块804，用于将超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中。
其中，在本申请实施例中，发送模块包括：
第一转换子模块，用于对超声波补偿信号进行数模转换；
第二发送子模块，用于将经过数模转换后的超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的超声波信号；
第三发送子模块，用于将功率放大后的超声波信号发送至发送换能器，得到换能后的超声波信号；
第四发送子模块，用于将换能后的超声波信号发送至待测液体中。
第二获取模块805，用于获取接收换能器接收到的回波信号，回波信号为超声波补偿信号在待测液体中经反射得到的回波信号。
第一确定模块806，用于根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值。
其中，在本申请实施例中，第一确定模块包括：
第一发送子模块，用于将第一个回波信号发送至放大器，得到信号放大后的第一个回波信号；
第一转换子模块，用于对信号放大后的第一个回波信号进行模数转换；
第二发送子模块，用于将进行模数转换后的第一个回波信号通过信号接收单元发送至信号处理单元；
第一确定子模块，用于通过信号处理单元，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值。
第二确定模块807，用于基于声衰减值，确定待测液体的浓度。
其中，在本申请实施例中，第二确定模块包括：
第二获取子模块，用于获取不同衰减值对应的标定液体浓度；
第四确定子模块，用于基于声衰减值，根据不同衰减值对应的标定液体浓度，确定与衰减值对应的标定液体浓度；
第五确定子模块，用于确定标定液体浓度为待测液体的浓度。
根据本申请实施例的液体浓度测量装置，控制信号发生单元生成超声波信号，获取预先确定的信号幅值衰减数据，基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，将超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中，通过接收换能器接收超声波信号在待测液体中经反射物反射得到的回波信号，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值，基于声衰减值，确定待测液体的浓度，从而能够弥补超声波信号衰减造成的测量结果不准确的问题，提高了测量液体浓度的精确度。
实施例四
为了实现上述实施例，本申请提出了一种液体浓度测量系统。
图9是根据本申请第四实施例的示意图。如图9所示，该系统包括：
测量单元901，测量单元包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行程序时，实现本申请中任一液体浓度测量方法。
信号发生单元902，用于生成超声波信号。
作为一种可能的实例，信号发生单元可以是数字LFM(Linear FrequencyModulation，线性调频信号)信号发生器，可以采用DDS(Direct Digital Synthesis，直接数字频率合成技术)进行设计，如图2所示，数字LFM信号发生器可以包括频率累加器、相位累加器、波形存储器及控制模块。
发送换能器903，用于发送超声波补偿信号。
接收换能器904，用于接收超声波补偿信号在待测液体中经反射得到的回波信号。
需要说明的是，可选的换能器可以是超声波发送接收一体式换能器探头，还可以是发动换能器和接收换能器分离式换能器探头，本实施例对此不做限定。
举例来说，对液体浓度进行测量，可以在液体输送管道侧壁上安装发送换能器探头，发送换能器探头通过管道侧壁预留的通孔伸入至管道内部，超声波发射方向与管道方向垂直设置，超声波经发送换能器探头发出，当触碰到管道远离发送换能器探头一侧的内壁时，超声波反射形成回波信号返回至换能器探头。
功率放大电路905，用于对数模转换后的超声波信号进行功率放大。
可以理解，为了使衰减后的声波信号能量更大，会将经过数模转换后的超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的超声波信号，再经过换能器发射出去。
放大器906，用于对第一个回波信号进行信号放大；
信号接收单元907，用于接收进行模数转换后的所述第一个回波信号；
信号处理单元908，用于根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
根据本申请实施例的液体浓度测量系统，控制信号发生单元生成超声波信号，获取预先确定的信号幅值衰减数据，基于信号幅值衰减数据，对超声波信号进行幅度补偿处理，将超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中，通过接收换能器接收超声波信号在待测液体中经反射物反射得到的回波信号，根据回波信号确定超声波信号在待测液体中的声衰减值，基于声衰减值，确定待测液体的浓度，从而能够弥补超声波信号衰减造成的测量结果不准确的问题，提高了测量液体浓度的精确度。
本申请实施例还提出一种存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述实施例的液体浓度测量方法的计算机程序。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (12)
1.一种液体浓度测量方法，其特征在于，包括：
控制信号发生单元生成超声波信号；
获取信号幅值衰减数据；
基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号；
将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中；
获取接收换能器接收到的回波信号，所述回波信号为所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号；
根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值；
基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取信号幅值衰减数据，包括：
将所述超声波信号发送给接收换能器；
获取所述接收换能器输出的信号；
根据所述超声波信号和所述接收换能器输出的信号，确定所述衰减数据。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理，包括：
基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度加权补偿，得到超声波补偿信号。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述回波信号有多个，其中，所述根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值，包括：
通过匹配滤波器，对多个所述回波信号进行脉冲压缩；
确定经过脉冲压缩后的多个所述回波信号中的第一个回波信号；
根据所述第一个回波信号，确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度，包括：
获取不同衰减值对应的标定液体浓度；
基于所述声衰减值，根据所述不同衰减值对应的标定液体浓度，确定与所述衰减值对应的标定液体浓度；
确定所述标定液体浓度为所述待测液体的浓度。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中，包括：
对所述超声波补偿信号进行数模转换；
将经过数模转换后的所述超声波信号发送至功率放大电路，得到功率放大后的所述超声波信号；
将功率放大后的所述超声波信号发送至所述发送换能器，得到换能后的所述超声波信号；
将换能后的所述超声波信号发送至待测液体中。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值，包括：
将所述第一个回波信号发送至放大器，得到信号放大后的所述第一个回波信号；
对信号放大后的所述第一个回波信号进行模数转换；
将进行模数转换后的所述第一个回波信号通过信号接收单元发送至信号处理单元；
通过所述信号处理单元，根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
8.一种液体浓度测量装置，其特征在于，包括：
控制模块，用于控制信号发生单元生成超声波信号；
第一获取模块，用于获取信号幅值衰减数据；
补偿模块，用于基于所述信号幅值衰减数据，对所述超声波信号进行幅度补偿处理，得到超声波补偿信号；
发送模块，用于将所述超声波补偿信号通过发送换能器发送至待测液体中；
第二获取模块，用于获取接收换能器接收到的回波信号，所述回波信号为所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号；
第一确定模块，用于根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值；
第二确定模块，用于基于所述声衰减值，确定所述待测液体的浓度。
9.一种液体浓度测量系统，其特征在于，包括：
测量单元，所述测量单元包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至7中任一所述方法；
信号发生单元，用于生成所述超声波信号；
发送换能器，用于发送所述超声波补偿信号；
接收换能器，用于接收所述超声波补偿信号在所述待测液体中经反射得到的回波信号。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，还包括：
功率放大电路，用于对数模转换后的所述超声波信号进行功率放大。
11.根据权利要求10所述系统，其特征在于，还包括：
放大器，用于对所述第一个回波信号进行信号放大；
信号接收单元，用于接收进行模数转换后的所述第一个回波信号；
信号处理单元，用于根据所述回波信号确定所述超声波信号在所述待测液体中的声衰减值。
12.一种存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
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| CN202111608511.8A CN114487094A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 液体浓度测量方法、装置、系统及存储介质 |
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