CN116412864A - 超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116412864A CN202111648457.XA CN202111648457A CN116412864A CN 116412864 A CN116412864 A CN 116412864A CN 202111648457 A CN202111648457 A CN 202111648457A CN 116412864 A CN116412864 A CN 116412864A
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Jinka Water Technology Co ltd
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Abstract

本申请提供一种超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质，获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。通过在超声激励信号中加入延迟相位，并基于阈值电平和延迟相位得到两个特征波，根据过零比较法和模数转换采样法对比分析两个特征波根据不同原理得到的时间间隔，可提升错波检测的准确性。

Description

超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及检测技术，尤其涉及一种超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
超声波流量测量方法有多种，主要包括时差法、相关法等，其中时差法原理简单、性能稳定，且应用场景适应性好，因而时差法的应用更为广泛。时差法利用超声波在流管中顺流、逆流方向的传播时间差来分析所含流体流速信息，进而计算得出流量体积。时差法通常获取飞行时间的方法是通过分别接收信号的特征波来确定超声波的传播时间，常见的方法为过零比较法，其原理是通过预设固定阈值，将接收回波信号首次大于阈值的时刻作为声波的传播时间。
超声波在流体传播过程中，由于流场、噪声、温度等因素的影响，信号幅值会出现快速变化，而设定的固定阈值无法跟上回波信号幅值的抖动，此时就会出现错波，表现为获取的声波传播时间出现错误，导致流量检测准确性不好。
发明内容
本申请提供一种超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质，以提升流量检测的准确性。
第一方面，本申请提供一种超声波流量检测方法，包括：
获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；
分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；
根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
可选的，所述分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位对应的后一波之间的第一间距和第二间距，包括：
采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；
采用模数转换采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。
可选的，所述根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间，包括：
以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；
若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
可选的，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；
所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；
所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。
可选的，所述根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量，包括：
根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
第二方面，本申请提供一种超声波流量检测装置，包括：
波形采集模块，用于获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；
补偿模块，用于分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；
流量计算模块，用于根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
可选的，所述补偿模块，具体用于：
采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；
采用模数转换采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。
可选的，所述补偿模块，还用于：
以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；
若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
可选的，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；
所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；
所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。
可选的，所述流量计算模块，具体用于：
根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面所述的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
本申请提供一种超声波流量检测方法、装置、电子设备及存储介质，获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。通过在超声激励信号中加入延迟相位，并基于阈值电平和延迟相位得到两个特征波，根据过零比较法和模数转换采样法对比分析两个特征波根据不同原理得到的时间间隔，可提升流量检测的准确性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请示例提供的应用场景示意图；
图2为本申请示例提供的超声波流量检测错波现象示意图；
图3为本申请实施例一提供的一种超声波流量检测方法流程示意图；
图4为本申请实施例二提供的一种超声波流量检测方法流程示意图；
图5为本申请实施例三提供的一种超声波流量检测方法流程示意图；
图6为本申请实施例四提供的一种超声波流量检测装置的结构示意图；
图7为本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1为本申请示例提供的应用场景示意图，如图1所示，图1给出了一种时差法超声波流量检测的原理，通过设置换能器A和换能器B，完成飞行时间的测量，进而得到流量值。超声流量计正常工作时，换能器A发射方波等激励信号，激励信号经由压电效应产生声波在流体中传播，传播过程中会携带流速信息，该声波由换能器B接收，然后由逆压电效应转换为电信号，这个接收的声波信号为回波信号。通过声波信号和回波信号在流体中传播时间，可以得到相应的顺流时间和逆流时间，进而通过顺流时间、逆流时间、换能器间距、有效截面积等参数，可以计算得到瞬时流量。
时差法获取飞行时间的方法通常是通过分别接收信号的特征波来确定超声波的传播时间，常见的方法为过零比较法。其原理是通过预设固定阈值，将接收回波信号首次大于阈值的时刻作为声波的传播时间。但超声波在流体传播过程中，由于流场、噪声、温度等因素的影响，信号幅值会出现快速变化，而设定的固定阈值无法跟上回波信号幅值的抖动，此时就会出现错波，表现为获取的声波传播时间出现错误，使得水流量计量出现较大误差。图2为本申请示例提供的超声波流量检测错波现象示意图，如图2所示，预设阈值电平为图中所示横实线，实线波形为回波信号的理论波形，虚线波形为回波信号发生抖动的波形，显然，在理想情况下，应当以第三波作为计算回波时间的基准，但实际上，由于信号幅值发生抖动，第二波变成了计算回波时间的基准，回波信号波形向前错了一波，所得到的回波时间少了一个周期，应当加上一个周期作为补偿。相应的，若将图中所示虚线波形作为理论波形，则产生了向后错波的现象，相应的应当减去一个周期作为补偿，因而需要准确、简单的错波检测方法以确保流量计算的准确性。需要说明的是，超声水表在绝大多数情况下，若发生错波现象也只可能错一波，但对于部分工况下则可能错多波，且在超声气表等应用领域，也可能出现错多波的现象，图中所示错一波的情况仅为一种代表性的举例，不应对此加以限制，本申请所述错波应涵盖各类错波现象。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，各术语应在本领域内做广义理解。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
实施例一
图3为本申请实施例一提供的一种超声波流量检测方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
S101：获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波；
S102：分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；
S103：根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
结合具体应用场景对本实施例进行示例性说明：首先，获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，错波检测与飞行时间补偿任务基于换能器所接收到的回波信号进行。所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号通常为方波，且包含延迟相位，延迟相位作为一种信息可以在声波信号和回波信号中被完整保留，因而可以作为错波检测及飞行时间检测的特征波。在获取回波信号之后，再分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间。所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；最后，可根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
一种举例，所述分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位对应的后一波之间的第一间距和第二间距，包括：采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；采用模数转换采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。具体的，当换能器接收到声波信号之后，会通过逆压电效应转换为回波信号，该回波信号分两路分别由时数转换器(Time to Digital Converter，简称TDC)和模数转换器(Analog to Digital Converter，简称ADC)同时进行电路后端处理。将阈值电平后一波和延迟相位后一波作为两个特征波，分别通过TDC和ADC检测这两个特征波之间的时长，可以得到所述第一间距和第二间距。通常，所述特征波可以为阈值电平后一波。需要说明的是，特征波的选取还有其他方式，例如阈值电平后两波和延迟相位后两波等，也可以在阈值电平、延迟相位对应的特征波之外，选取其他的特征信号所对应的特征波，只要有一定的物理意义、一定的不变性即可，并不对此加以限制，可根据实际情况进行选取。通过两种不同原理的时间间距采集方式，可以对特征波和延迟相位对应的后一波之间的时间间距完成采集，并得到所述第一间距和第二间距，为错波检测提供了原始数据。
本实施例提供一种超声波流量检测方法，获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。通过在超声激励信号中加入延迟相位，并基于阈值电平和延迟相位得到两个特征波，根据过零比较法和模数转换采样法对比分析两个特征波根据不同原理得到的时间间隔，可提升流量检测的准确性。
实施例二
图4为本申请实施例二提供的一种超声波流量检测方法流程示意图，如图4所示，在其他任一实施例的基础上，S102具体包括：
S201：以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；
S211：若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
S212：若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
S213：若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
结合具体应用场景对本实施例进行示例性说明：将阈值电平后一波和延迟相位后一波作为两个特征波，分别通过TDC和ADC检测这两个特征波之间的时长，可以得到所述第一间距和第二间距。其中，TDC还用于检测飞行时间，原理上，所述错波现象若发生，则出现在TDC侧。同时，只要ADC器件精度足够，所得时长通常是比较准确的，因而可以将ADC所测得的第二间距作为基准，比较第一间距与第二间距之间的差距，进而得到TDC所得的第一间距反映的错波现象，其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果。
具体的，若所述差距为零，即经过TDC法所得的特征波之间的第一间距，与ADC所得的第二间距一致，则认为没有错波，将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间，即不进行补偿操作；若所述差距为正整数个激励信号周期，即图2中所示的向前错波现象，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；若所述差距为负整数个激励信号周期，即如前所述的向后错波现象，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
一种举例，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。由于计算误差以及采样精度的影响，获得的飞行时间以及所述第一间距、第二间距都会与理论存在些许偏差，因此需要在补偿策略中对误差的情况进行设计，预留一定的误差范围。通常来说，所述误差范围应当远小于声波或回波的一个理论周期，一种可行的取值是0.1个周期。当所得的差距与前述三种预期情况的误差落在所述误差范围内时，均可认为符合对应的理论情况，即当所述差距的绝对值不超过预设的误差范围时均视作所述差距为零；当所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差时，均视作所述差距为正整数个激励信号周期；当所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差时，均视作所述差距为负整数个激励信号周期。通过预设误差范围的设计，充分考虑到应用时与理论上所不同的情况，提升了所述方法在流量测量实际应用中的可行性和实用性。
本实施例提供一种超声波流量检测方法，以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。通过ADC所得的第二间距作为基准，可以以此判定TDC所得第一间距的错波情况，提升了错波检测的准确性，进而对过零比较法所得的飞行时间进行补偿，可以实现飞行时间的修正，提升了流量检测的准确性。
实施例三
图5为本申请实施例三提供的一种超声波流量检测方法流程示意图，如图5所示，在其他任一实施例的基础上，S103具体包括：
S301：根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
S302：根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
S303：根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
结合具体应用场景对本实施例进行示例性说明：前述错波检测的目的在于对过零比较法所得的飞行时间进行补偿，进而得到准确的顺流飞行时长和逆流飞行时长，并根据其他参数完成流量的计算。具体的，根据补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长，需要说明的是，顺流和逆流方向的定义应当以实际应用时为准，例如，当第一换能器在第二换能器的流体上游方向时，所接收到的第一回波应当为逆流回波，对应的时间为逆流飞行时长，反之同理。根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，可计算所述流体的流速，并根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
本实施例提供一种超声波流量检测方法，根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长，并根据根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。通过补偿后的飞行时间及其他相关参数完成流量的计算，可以显著减少错波对时差法计算流量可能带来的误差，以此提升了流量检测的准确性。
实施例四
本申请实施例四还提供一种超声波流量检测装置以实现前述方法，图6是本申请实施例五提供的超声波流量检测装置的结构示意图，如图6所示，在其他任一实施例的基础上，所述装置包括：
波形采集模块41，用于获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；
补偿模块42，用于分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换法采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；
流量计算模块43，用于根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
需要说明的是，本实施例所提供的各个实施方式均可结合实施。
一种举例，补偿模块42，具体用于：
采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；
采用模数转换法采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。
当换能器接收到声波信号之后，会通过逆压电效应转换为回波信号，该回波信号分两路由补偿模块42，具体分别由TDC和ADC同时进行电路后端处理。将阈值电平后一波和延迟相位后一波作为两个特征波，分别通过TDC和ADC检测这两个特征波之间的时长，可以得到所述第一间距和第二间距。通过两种不同原理的时间间距采集方式，可以对特征波和延迟相位对应的后一波之间的时间间距完成采集，并得到所述第一间距和第二间距，为错波检测提供了原始数据。
一种示例，补偿模块42，还用于：
以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；
若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
将阈值电平后一波和延迟相位后一波作为两个特征波，分别通过TDC和ADC检测这两个特征波之间的时长，可以得到所述第一间距和第二间距。可以将ADC所测得的第二间距作为基准，比较第一间距与第二间距之间的差距，进而得到TDC所得的第一间距反映的错波现象。
通过ADC所得的第二间距作为基准，可以以此判定TDC所得第一间距的错波情况，提升了错波检测的准确性，进而对过零比较法所得的飞行时间进行补偿，可以实现飞行时间的修正，提升了流量检测的准确性。
一种示例，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；
所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；
所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。
由于计算误差以及采样精度的影响，获得的飞行时间以及所述第一间距、第二间距都会与理论存在些许偏差，因此需要在补偿策略中对误差的情况进行设计，预留一定的误差范围。通过预设误差范围的设计，充分考虑到应用时与理论上所不同的情况，提升了所述方法在流量检测实际应用中的可行性和实用性。
一种示例，流量计算模块43，具体用于：
根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
通过补偿后的飞行时间及其他相关参数完成流量的计算，可以显著减少错波对时差法计算流量可能带来的误差，以此提升了流量检测的准确性。
本实施例提供一种超声波流量检测装置，波形采集模块，用于获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；补偿模块，用于分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换法采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；流量计算模块，用于根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。通过在超声激励信号中加入延迟相位，并基于阈值电平和延迟相位得到两个特征波，根据过零比较法和模数转换采样法对比分析两个特征波根据不同原理得到的时间间隔，可提升流量检测的准确性。
实施例五
图7为本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图，如图7所示，该电子设备包括：
处理器(processor)291，电子设备还包括了存储器(memory)292；还可以包括通信接口(Communication Interface)293和总线294。其中，处理器291、存储器292、通信接口293、可以通过总线294完成相互间的通信。通信接口293可以用于信息传输。处理器291可以调用存储器294中的逻辑指令，以执行上述实施例的方法。
此外，上述的存储器292中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器292作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本申请实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器291通过运行存储在存储器292中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器292可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器292可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现任一实施例中所述的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的方法。
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书指出。
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书来限制。

Claims (13)

1.一种超声波流量检测方法，其特征在于，包括：
获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；
分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；
根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位对应的后一波之间的第一间距和第二间距，包括：
采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；
采用模数转换采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间，包括：
以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；
若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；
所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；
所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量，包括：
根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
6.一种超声波流量检测装置，其特征在于，包括：
波形采集模块，用于获取流体通道上第一换能器接收的第一回波和第二换能器接收的第二回波，所述第一回波和第二回波对应的超声波分别由所述第二换能器和所述第一换能器在激励信号的激励下发出，所述激励信号包含延迟相位；
补偿模块，用于分别将所述第一回波和所述第二回波作为目标回波，执行补偿处理，获得补偿后的飞行时间；所述补偿处理包括：分别采用过零比较法和模数转换采样法，计算获得目标回波中特征波和延迟相位后一波之间的第一间距和第二间距；根据所述第一间距和所述第二间距之间的差距，对通过所述过零比较法计算出的飞行时间进行补偿，获得所述补偿后的飞行时间；
流量计算模块，用于根据所述补偿后的飞行时间，基于时差法分析获得所述流体的流量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，具体用于：
采用过零比较法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第一间距；
采用模数转换采样法，计算目标回波中特征波过零点的时间与延迟相位后一波过零点的时间之差，得到所述第二间距。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，还用于：
以所述第二间距为基准，获得所述第一间距与所述第二间距之间的差距；其中，所述差距为所述第二间距减去所述第一间距所得的结果；
若所述差距为零，则将过零比较法计算出的飞行时间，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为正整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间加上所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间；
若所述差距为负整数个激励信号周期，则将过零比较法计算出的飞行时间减去所述正整数个激励信号周期，作为所述补偿后的飞行时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述差距为零包括：所述差距的绝对值不超过预设的误差范围；
所述差距为正整数个激励信号周期，包括：所述差距为正，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差；
所述差距为负整数个激励信号周期，包括：所述差距为负，且所述差距的绝对值超过正整数个激励信号周期与预设误差之差。
10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述流量计算模块，具体用于：
根据所述补偿后的飞行时间，计算获得超声波在所述流体中顺流传播的顺流飞行时长和逆流传播的逆流飞行时长；
根据所述顺流飞行时长和所述逆流飞行时长，以及所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，计算所述流体的流速；
根据所述流体的流速和所述流体通道的有效截面积，计算获得所述流体的瞬时流量。
11.一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
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