TWI790714B

TWI790714B - 超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法

Info

Publication number: TWI790714B
Application number: TW110130293A
Authority: TW
Inventors: 陳俊儒; 張國育; 蕭金椿
Original assignee: 桓達科技股份有限公司
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2023-01-21
Also published as: TW202309483A

Abstract

一種超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，所述超音波流量計包含發送第一聲波訊號與接收第二聲波訊號的第一聲波收發單元，以及發送第二聲波訊號與接收第一聲波訊號的第二聲波收發單元，所述方法包含：(a)、接收相應第一聲波訊號的第一波形與相應第二聲波訊號的第二波形；(b)、取樣第一波形與第二波形的複數個峰值；(c)、根據該等峰值，設定搜尋範圍；(d)、將搜尋範圍內的第一個峰值，設定為特徵峰值；(e)、記錄特徵峰值後的過零點前與零點之間的第一時間以及零點與過零點後之間第二時間，且計算第一時間與第二時間的平均時間；及(f)、根據平均時間計算總飛行時間。

Description

超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法

本發明係有關一種超音波流量計之聲波訊號的判斷方法，尤指一種超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法。

流量計是工業測量中重要的儀器之一，在各產業應用、科學研究皆有著密切的關連，在測量精度的要求上也越來越高，流量計廣泛應用在各種領域中，像是半導體的製程：塗佈設備、蝕刻設備、洗淨設備、乾燥設備的製造過程皆會使用到流量計的測定技術。

超音波技術過去常使用在軍事、醫療等用途，近年來已經發展到許多產業上的應用，雖然超音波流量計是較晚才出現的測量儀器，但其與量測體為非接觸式，就具有不會對流體產生阻力、延長感應器壽命、避免汙染等特性，近年更獲得許多產業的關注及使用。

超音波流量計的測量方式是採用超音波傳播時間差演算法來量測管路內的流速後，再藉由流速換算出流量。當超音波與流體同方向移動時，流速越快，傳播的時間差就越大。且流體狀態會改變超音波行進的速度，再利用前、後感測器得到的時間差來推估流速及流量。

然而，當對應的前、後感測器所接收到的聲波(超音波)波形並非對應一致時，即前感測器與後感測器所獲得的聲波特徵時間參考波不一致時，將造成流速及流量的估算有極大的誤差，而無法達成精密測量之功用。

為此，如何設計出一種超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，對聲波進行前置(預)處理以及聲波訊號的判斷，以實現超音波流量計的精密測量，乃為本案發明人所欲行研究的一大課題。

本發明之一目的在於提供一種超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，解決現有技術之問題。

為達成前揭目的，本發明所提出的超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，所述超音波流量計包含發送第一聲波訊號與接收第二聲波訊號的第一聲波收發單元，以及發送第二聲波訊號與接收第一聲波訊號的第二聲波收發單元。所述方法包含：(a)、接收相應第一聲波訊號的第一波形與相應第二聲波訊號的第二波形；(b)、取樣第一波形與第二波形的複數個峰值；(c)、根據該等峰值，設定搜尋範圍；(d)、將搜尋範圍內的第一個峰值，設定為特徵峰值；(e)、記錄特徵峰值後的過零點前與零點之間的第一時間以及零點與過零點後之間第二時間，且計算第一時間與第二時間的平均時間；以及(f)、根據平均時間計算總飛行時間。

在一實施例中，在步驟(b)前更包含：(f)、設定標準差下限閾值與標準差上限閾值。在步驟(d)中更包含：(d1)、當第一個峰值大於標準差上限閾值時，則設定為特徵峰值；(d2)、當第一個峰值小於標準差下限閾值時，則排除為特徵峰值；以及(d3)、當判斷接續的峰值大於標準差上限閾值時，則設定為特徵峰值。

在一實施例中，在步驟(b)前更包含：(f)、設定標準差下限閾值與標準差上限閾值。在步驟(d)中更包含：(d1)、當第一個峰值大於標準差上限閾值時，則設定為特徵峰值；(d2)、當第一個峰值小於標準差下限閾值時，則排除為特徵峰值；以及(d3)、當判斷接續的峰值大於或等於標準差下限閾值，且小於或等於標準差上限閾值，則判斷後一個峰值是否大於前一個峰值，若是則設定為特徵峰值。

在一實施例中，在步驟(d3)中包含：(d4)、當後一個峰值大於前一個峰值，並且後一個峰值大於前一個峰值超過一變化量時，則設定為特徵峰值。

在一實施例中，變化量係為任兩相鄰峰值的最大斜率變化量的比例。

在一實施例中，特徵時間參考波判斷方法更包含：(e1)、獲得第一聲波訊號的第一個峰值與第二個峰值；(e2)、獲得第二聲波訊號的第一個峰值與第二個峰值；(e3)、相互比較該等第一個峰值與該等第二個峰值，以判斷第一聲波訊號與第二聲波訊號是否對齊；以及(e4)、若第一聲波訊號與第二聲波訊號並非對齊，則置換相對應的第一個峰值與第二個峰值，使得第一聲波訊號與第二聲波訊號對齊。

在一實施例中，在步驟(e4)中包含：當第一聲波訊號較第二聲波訊號領前時，則將第一聲波訊號的第二個峰值置換為第一聲波訊號的第一個峰值；當第二聲波訊號較第一聲波訊號領前時，則將第二聲波訊號的第二個峰值置換為第二聲波訊號的第一個峰值。

在一實施例中，標準差上限閾值係為訊號雜訊比等於10，標準差下限閾值係為訊號雜訊比等於5。

在一實施例中，刪除第一聲波訊號頻率與第二聲波訊號頻率鄰近之外的峰值。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

100:超音波流量計

11:第一聲波收發單元

12:第二聲波收發單元

S1:第一聲波訊號

S2:第二聲波訊號

S11~S16:步驟

圖1：係為本發明超音波流量計之操作示意圖。

圖2：係為本發明超音波流量計之聲波訊號波形示意圖。

圖3：係為現有技術之超音波流量計之流量計算示意圖。

圖4：係為本發明聲波收發單元接收到的聲波訊號之波形示意圖。

圖5：係為本發明對聲波訊號的特徵時間參考波判斷進行優化之波形示意圖。

圖6：係為本發明對聲波訊號的特徵時間參考波判斷進行另一優化之波形示意圖。

圖7：係為本發明超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法之流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

如圖1所示，其係為本發明超音波流量計之操作示意圖，以縱截面所示意。本發明的超音波流量計100包含第一聲波收發單元11與第二聲波收發單元12。在本實施例中，第一聲波收發單元11與第二聲波收發單元12係成對設置在流通管路的外表面之相對的位置上。然而，兩收發單元的成對設置並不以圖1所示為限制，意即在其他的實施例中，第一聲波收發單元11與第二聲波收發單元12係可設置於流通管路的外表面之同一線的位置上。第一聲波收發單元11用以發送第一聲波訊號S1與接收第二聲波訊號S2；第二聲波收發單元12用以發送第二聲波訊號S2與接收第一聲波訊號S1。其中，第一聲波訊號S1與第二聲波訊號S2係為超音波訊號(ultrasonic signal)。

第一聲波收發單元11於相對於流通管路中之流體的流動方向斜向地傳送超音波訊號，且由第二聲波收發單元12所接收，此時切換第一聲波收發單元11、第二聲波收發單元12之傳送接收，由第二聲波收發單元12於相對於流通管路中之流體的相反流動方向斜向地傳送超音波訊號，且由第一聲波收發單元11所接收，如此便可從超音波訊號在流體中之傳遞時間差來測量流量，容後詳述。

請參見圖2所示，其係為本發明超音波流量計之聲波訊號波形示意圖。聲波訊號波形包含第一聲波收發單元11傳送至第二聲波收發單元12所接收的第一聲波訊號S1，以及第二聲波收發單元12傳送至第一聲波收發單元11所接收的第二聲波訊號S2。雖然兩聲波訊號之間存在時間差，然而可以透過時間偏移的設定將兩聲波訊號齊頭式進行比較，以準確地判斷出聲波訊號的特徵時間參考波位置。

請參見圖3所示，其係為現有技術之超音波流量計之流量計算示意圖。其中，

△_t=T_down-T_up…式(3)

其中，M為聲波路徑、D為管路之內半徑、θ為超音波之入射角、C₀為聲音在介質中的速度、V為流體的平均速度(流速)、T_up為上游所需時間、 T_down為下游所需時間、△_t為兩聲波收發單元的時間差。因此，根據式(1)~式(4)，可計(估)算出流通管路內之流量。

本發明主要的技術特點在於針對聲波收發單元所接收到的聲波訊號(例如第二聲波收發單元12接收到的第一聲波訊號S1與第一聲波收發單元11接收到的第二聲波訊號S2)進行前置(預)處理以及聲波訊號的判斷。

請參見圖4所示，其係為聲波收發單元接收到的聲波訊號之波形示意圖。為了準確地判斷(偵測)超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波(即用以作為流量計算之聲波的第一個起始波)，因此，本發明提出的技術手段，說明如下。

理想的超音波訊號係為完整的包絡形態，但由於量測的位置或量測的條件的因素，因此超音波訊號則無法如此呈現完整之包絡形態。故此，本發明提出的聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法主要可包含以下幾個關鍵步驟：

步驟1：設定聲波被接收的時機。舉例來說，由於第一聲波收發單元11發出第一聲波訊號S1到第二聲波收發單元12的時間延遲，因此，如何在當第一聲波訊號S1快接近第二聲波收發單元12時，例如可根據聲波的速度、介質的種類…等因素，設定聲波被接收的時機，才將第二聲波收發單元12的接收器打開(致能)，開始接收所需要的聲波訊號，例如在圖4所示的時間t1處。

步驟2：計算雜訊的標準差。由於所發送聲波的頻率是已知的(例如1MHz)，因此可根據所接收的聲波訊號的頻率判斷是否為雜訊，並且進一步地計算雜訊(大小)的標準差。因此，可根據合理的雜訊大小的標準差，動態地設計後續判斷的閾值大小。

步驟3：建立聲波的峰值。透過取樣所接收到聲波的峰值(包含谷值)，獲得(建立)該聲波的峰值，即該聲波的波形特徵。在實務上，由於所發送聲波的頻率是已知的，因此可透過二次濾波的方式將可能或非屬於正確波形的不合理雜訊或毛刺(glitching)予以濾除，而視為是所要的聲波訊號，意即只留下所要頻率上的峰值。

步驟4：建立搜尋視窗。當確定聲波訊號與聲波的雜訊及所取樣的峰值，可在接近預估的特徵時間參考波位置之前開啟搜尋視窗(search window)。透過所建立的搜尋視窗，僅計算在搜尋視窗內的資料，可節省計算時間與計算的資料量。舉例來說，通常所擷取(取樣)的資料為4000多筆，若對整個4000多筆的資料進行計算，將造成資料量計算的負擔。至於搜尋視窗的範圍將以能夠涵蓋到特徵時間參考波資料為原則進行設計，例如在圖4所示的時間t2處開啟搜尋視窗，而在時間t3處結束搜尋視窗。

步驟5：獲得搜尋視窗內的第一個峰值。根據搜尋視窗與所取樣的複數峰值，可獲得在搜尋視窗內的第一個峰值。例如在圖4所示在時間t2處的該峰值。並且，根據搜尋視窗內的第一個峰值判斷是否為聲波的特徵時間參考波，若不是的話，則往下一個峰值進行判斷。其中，判斷是否為特徵時間參考波的方式為：

(1)、以訊號雜訊比(SNR)小於5作為判斷：若是峰值小於SNR=5，則直接判斷該峰值非特徵時間參考波。

(2)、以訊號雜訊比(SNR)大於10作為判斷：若是峰值大於SNR=10，則直接判斷該峰值為特徵時間參考波，如圖4所示在時間t4處的該峰值其值大於SNR=10，所以則判斷該峰值為特徵時間參考波。

(3)、若訊號雜訊比(SNR)介於5與10之間，則進行進一步的判斷，以確定峰值是否為特徵時間參考波，具體說明如后。

其中，訊號雜訊比的值非以前揭的數值(SNR=5、SNR=10)為限，旨在於說明透過該兩數值之大小關係作為直接判斷該峰值是否為特徵時間參考波，抑或當介於兩數值之間時則進行更細部之判斷。

步驟6：計算過零點時間：當峰值的訊號雜訊比大於10判斷為特徵時間參考波後(如圖4的時間t4)，則透過零點前與零點之間的時間差與零點與過零點後之間的時間差進行算術平均計算，所求得的時間差可以克服因聲波波形有偏移(offset)所產生的誤差。

步驟7：計算總飛行時間(TOF,time of flight)。根據平均時間計算總飛行時間，進而達成流量的計(估)算。

在判斷特徵時間參考波的方式中，其中以(3)、若訊號雜訊比介於5與10之間較為值得說明。當所取樣的峰值在訊號雜訊比SNR=5或訊號雜訊比SNR=10附近時，則容易產生誤判是否為特徵時間參考波。以下配合圖式進行說明。

請參見圖5所示，其係為本發明對聲波訊號的特徵時間參考波判斷進行優化之波形示意圖。以下說明，係為已在前揭步驟3(建立聲波的峰值)與步驟4(建立搜尋視窗)之前提下，即以下所述的峰值係為在搜尋視窗獲得的峰值。如圖5所示，在時間t1時，獲得可能的特徵時間參考波(因為該峰值介於訊號雜訊比5與10之間)，因此，則往後再判斷所取樣的峰值是否大於在時間t1時所獲得的峰值。若否，則判斷在時間t1時所獲得的峰值並非特徵時間參考波。並且，往後重新判斷新的峰值是否為特徵時間參考波，直到找到正確的特徵時間參考波。

如圖5所示，當(假設)經過90個取樣點後，在時間t2時找到另一個峰值。此時，判斷第二個峰值(Tup2)是否大於第一個峰值(Tup1)。更進一步地，若第二個峰值(Tup2)大於第一個峰值(Tup1)，則判斷第二個峰值(Tup2)是否足夠大於第一個峰值(Tup1)。其中，判斷的依據可根據相鄰兩峰值的最大斜率作為判斷，例如，兩峰值的最大斜率為Smax，若第二個峰值(Tup2)與第一個峰值(Tup1)的差值大於最大斜率的百分之20(即0.2*Smax)，然不以此為限制，則可判斷第二個峰值(Tup2)大於第一個峰值(Tup1)。因此，該第二個峰值(Tup2)則被認定(設定)為新的(可能的)特徵時間參考波。並且，再往後對取樣峰值進行同樣的判斷，能夠判斷出在峰值介於訊號雜訊比5與10之間時的真正特徵時間參考波。

請參見圖6所示，本發明對聲波訊號的特徵時間參考波判斷進行另一優化之波形示意圖。承前所述，由於超音波流量計包含發送第一聲波訊號S1與接收第二聲波訊號S2的第一聲波收發單元11以及發送第二聲波訊號S2與接收第一聲波訊號S1的第二聲波收發單元12，因此，聲波的訊號會是相似的兩組，故此，前揭判斷的步驟對第一聲波收發單元11而言為第一個峰值(Tup1)與第二個峰值(Tup2)，對第二聲波收發單元12而言則為第一個峰值(Tdn1)與第二個峰值(Tdn2)，並且相同的判斷步驟會執行兩次，意即對第一聲波訊號S1執行一次，對第二聲波訊號S2執行一次。

更優化地，對上游收發單元發送的聲波與下游收發單元發送的聲波要進行比較。首先，根據前揭步驟可獲得第一聲波收發單元11的第一個峰值(Tup1)與第二個峰值(Tup2)以及第二聲波收發單元12的第一個峰值(Tdn1)與第二個峰值(Tdn2)並進行兩兩相比較是否“大小相近”。意即，Tup1與Tdn1相比(透過(Tdn1-Tup1)/Tup1)、Tup1與Tdn2相比(透過(Tdn2-Tup1)/Tup1)、Tup2與Tdn1相比(透過(Tdn1-Tup2)/Tup2)以及Tup2與Tdn2相比(透過(Tdn2-Tup2)/Tup2)，分別得到第一比較值Cmp1、第二比較值Cmp2、第三比較值Cmp3以及第四比較值Cmp4。

當Tup1與Tdn1相比為接近，且Tup2與Tdn2相比亦為接近時，則判斷為第一聲波訊號S1與第二聲波訊號S2可視為是對齊的。反之，當Tup2與Tdn1相比較為接近，則表示第一聲波訊號S1與第二聲波訊號S2並非對齊的，且第一聲波訊號S1較第二聲波訊號S2領前(先)。同樣地，當Tup1與Tdn2相比較為接近，則表示第一聲波訊號S1與第二聲波訊號S2並非對齊的，且第二聲波訊號S2較第一聲波訊號S1領前(先)。

一旦判斷出兩個聲波非對齊的狀況時，則調整峰值的次序。亦即，當第一聲波訊號S1較第二聲波訊號S2領前(先)時，則Tup2將為置換為Tup1；反之，當第二聲波訊號S2較第一聲波訊號S1領前(先)時，則Tdn2將為置換為Tdn1。藉此，使得透過Tup1與Tdn1的計算以及Tup2與Tdn2的計算能夠吻合(匹配)，意即，Tup1對應Tdn1進行計算，而Tup2對應Tdn2進行計算。透過對齊訊號的調整(即更換特徵時間參考波至正確的位置上)，可使得當發生訊號發送時消失(進到雜訊中)，而造成特徵時間參考波發生偏移(shift)的狀況能夠消除(抵消)。

更優化地，為了避免微小的波形變動，造成特徵時間參考波的誤判，則可透過峰值的取代以確保已確定的特徵時間參考波不會再被更動。舉例來說，當已被確定為特徵時間參考波的Tup1或者特徵時間參考波的Tdn1，若其變動不大，則維持特徵時間參考波為Tup1與Tdn1，藉此降低頻繁地變動特徵時間參考波。除非，確定為特徵時間參考波的Tup1或者特徵時間參考波的Tdn1變動甚大，則以新的特徵時間參考波取代的特徵時間參考波。

藉此，透過前揭基本的步驟(步驟1~步驟7)可大致上判斷出特徵時間參考波的位置，並且計算出總飛行時間，進而達成流量的計(估)算。再者，可透過優化的判斷與調整，能夠使得找出的特徵時間參考波位置更加準確，以提高超音波流量計的量測結果，以實現本發明之技術功效。

請參見圖7所示，其係為本發明超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法之流程圖。配合參見圖1所示，所述超音波流量計包含發送第一聲波訊號S1與接收第二聲波訊號S2的第一聲波收發單元11，以及發送第二聲波訊號S2與接收第一聲波訊號S1的第二聲波收發單元12。所述方法包含：首先，接收相應第一聲波訊號的第一波形與相應第二聲波訊號的第二波形(S11)。然後，取樣第一波形與第二波形的複數個峰值(S12)。然後，根據該等峰值，設定搜尋範圍(search window)(S13)。然後，將搜尋範圍內的第一個峰值，設定為特徵峰值(S14)。然後，記錄特徵峰值後的過零點前與零點之間的第一時間以及零點與過零點後之間第二時間，且計算第一時間與第二時間的平均時間(S15)。最後，根據平均時間計算總飛行時間(time of flight,TOF)(S16)。

在步驟(S12)之前更包含：設定標準差下限閾值與標準差上限閾值，其中標準差下限閾值與標準差上限閾值係為訊號雜訊比(signal-to-noise ratio,SNR)。

在步驟(S14)中更包含：當第一個峰值大於標準差上限閾值(例如SNR=10)時，則設定為該特徵峰值。當第一個峰值小於標準差下限閾值(例如SNR=5)時，則排除為該特徵峰值。或者當判斷接續的峰值大於該標準差上限閾值時，則設定為該特徵峰值。

在步驟(S14)中更包含：當第一個峰值大於該標準差上限閾值時，則設定為該特徵峰值。當第一個峰值小於該標準差下限閾值時，則排除為該特徵峰值。或者當判斷接續的峰值大於或等於該標準差下限閾值，且小於或等於該標準差上限閾值，則判斷後一個峰值是否大於前一個峰值，若是則設定為該特徵峰值。其中，當後一個峰值大於前一個峰值，並且後一個峰值大於前一個峰值超過一變化量時，則設定為該特徵峰值。在一實施例中，變化量係為任兩相鄰峰值的一最大斜率變化量的比例。

特徵時間參考波判斷方法，更包含：獲得第一聲波訊號的第一個峰值與第二個峰值。獲得第二聲波訊號的第一個峰值與第二個峰值。相互比較該等第一個峰值與該等第二個峰值，以判斷第一聲波訊號與第二聲波訊號是否對齊。以及，若第一聲波訊號與第二聲波訊號並非對齊，則置換相對應的第一個峰值與第二個峰值，使得第一聲波訊號與第二聲波訊號對齊。其中，當第一聲波訊號較第二聲波訊號領前時，則將第一聲波訊號的第二個峰值置換為第一聲波訊號的第一個峰值。當第二聲波訊號較第一聲波訊號領前時，則將第二聲波訊號的第二個峰值置換為第二聲波訊號的第一個峰值。

藉此，透過本發明提供的超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，透過基本的步驟(步驟1~步驟7)可大致上判斷出特徵時間參考波的位置，並且計算出總飛行時間，進而達成流量的計(估)算。再者，可透過優化的判斷與調整，能夠使得找出的特徵時間參考波位置更加準確，以提高超音波流量計的量測結果，以實現本發明之技術功效。

以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

S11~S16:步驟

Claims

一種超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，所述超音波流量計包含發送一第一聲波訊號與接收一第二聲波訊號的一第一聲波收發單元，以及發送該第二聲波訊號與接收該第一聲波訊號的一第二聲波收發單元，所述方法包含：(a)、接收相應該第一聲波訊號的一第一波形與相應該第二聲波訊號的一第二波形；(b)、取樣該第一波形與該第二波形的複數個峰值；(c)、根據該等峰值，設定一搜尋範圍；(d)、將該搜尋範圍內的第一個峰值，設定為一特徵峰值；(e)、記錄該特徵峰值後的過零點前與零點之間的一第一時間以及零點與過零點後之間一第二時間，且計算該第一時間與該第二時間的一平均時間；及(f)、根據該平均時間計算一總飛行時間。
如請求項1所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中在步驟(b)前更包含：(b1)、設定一標準差下限閾值與一標準差上限閾值；其中在步驟(d)中更包含：(d1)、當第一個峰值大於該標準差上限閾值時，則設定為該特徵峰值；(d2)、當第一個峰值小於該標準差下限閾值時，則排除為該特徵峰值；及(d3)、當判斷接續的峰值大於該標準差上限閾值時，則設定為該特徵峰值。
如請求項1所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中在步驟(b)前更包含：(f)、設定一標準差下限閾值與一標準差上限閾值；其中在步驟(d)中更包含：(d1)、當第一個峰值大於該標準差上限閾值時，則設定為該特徵峰值；(d2)、當第一個峰值小於該標準差下限閾值時，則排除為該特徵峰值；及(d3)、當判斷接續的峰值大於或等於該標準差下限閾值，且小於或等於該標準差上限閾值，則判斷後一個峰值是否大於前一個峰值，若是則設定為該特徵峰值。
如請求項3所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中在步驟(d3)中包含：(d4)、當該後一個峰值大於該前一個峰值，並且該後一個峰值大於該前一個峰值超過一變化量時，則設定為該特徵峰值。
如請求項4所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中該變化量係為任兩相鄰峰值的一最大斜率變化量的比例。
如請求項4所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，更包含：(e1)、獲得該第一聲波訊號的一第一個峰值與一第二個峰值；(e2)、獲得該第二聲波訊號的一第一個峰值與一第二個峰值；(e3)、相互比較該等第一個峰值與該等第二個峰值，以判斷該第一聲波訊號與該第二聲波訊號是否對齊；及 (e4)、若該第一聲波訊號與該第二聲波訊號並非對齊，則置換相對應的該第一個峰值與該第二個峰值，使得該第一聲波訊號與該第二聲波訊號對齊。
如請求項6所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中在步驟(e4)中包含：當該第一聲波訊號較該第二聲波訊號領前時，則將該第一聲波訊號的該第二個峰值置換為該第一聲波訊號的該第一個峰值；當該第二聲波訊號較該第一聲波訊號領前時，則將該第二聲波訊號的該第二個峰值置換為該第二聲波訊號的該第一個峰值。
如請求項2或3所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中該標準差上限閾值係為訊號雜訊比等於10，該標準差下限閾值係為訊號雜訊比等於5。
如請求項1所述超音波流量計之聲波訊號的特徵時間參考波判斷方法，其中在步驟(b)中，刪除該第一聲波訊號頻率與該第二聲波訊號頻率鄰近之外的峰值。