超声波测量系统及其测量方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及流量测量技术领域，特别是涉及一种超声波测量系统及其测量方法。【【背景技术】】
[0002]超声波流量计简称USF (ultrasonic flowmeter)，是在流体流动时超声波束的传播速度会发生变化，进而根据传播速度变化测量流体体积的装置。超声波流量计通常包括两个超声波传感器，互为超声波信号与电信号的接收发射源，每个超声波传感器包括壳体和压电陶瓷片，压电陶瓷片在驱动信号的激励下使壳体低端端面振动产生超声波。超声波传感器用于流量测量时，通过超声波传感器与流量处理设备间的连接线，将接收信号传送到流量处理设备。
[0003]但是，上述超声波传感器的接收信号在传输过程会发生信号衰减，进而降低流量处理设备测得的流量精确度。
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【发明内容】
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[0004]基于此，有必要针对有必要针对上述超声波传感器的接收信号在传输过程会发生信号衰减，进而降低流量处理设备测得的流量精确度的问题，提供一种超声波测量系统及其测量方法。
[0005]一种超声波测量系统，包括子系统汇总处理器件与至少两组测量子系统，每组测量子系统安装在不同的待测区域，每组测量子系统包括主测量传感器和从测量传感器，所述主测量传感器包括第一壳体以及安装在所述第一壳体内部的第一换能元件、测量处理元件和信号控制元件，所述第一换能元件安装在所述第一壳体的底部端面，所述从测量传感器包括第二壳体以及安装在所述第二壳体的底部端面的第二换能元件，所述信号控制元件分别与所述第一换能元件、所述第二换能元件和所述测量处理元件连接，所述信号控制元件用于向所述第一换能元件和所述第二换能元件发送电信号，所述第一换能元件和所述第二换能元件分别将所述电信号转换为超声波、并向待测通道发送，所述第一换能元件还用与接收第二换能元件发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第二接收信号并向所述信号控制元件发送，所述第二换能元件还用于接收第一换能元件发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第一接收信号并向所述信号控制元件发送，所述信号控制元件还用于获取与所述电信号、所述第一接收信号和所述第二接收信号相应的信号参数、并向所述测量处理元件发送所述相应的信号参数，所述测量处理元件将所述相应的信号参数转换为每组的子系统量，各组测量子系统的测量处理元件分别与所述子系统汇总处理器件连接，将各组的子系统量传送到所述子系统汇总处理器件，所述子系统汇总处理器件将各组的子系统量转换为所测量。
[0006]一种通过以上所述超声波测量系统的测量方法，包括以下步骤:
[0007]每组测量子系统分别将所述信号控制元件的第一电信号向所述第一换能元件发送；
[0008]每组测量子系统分别接收所述第二换能元件转换其所接收的第一超声波信号所得的第一接收信号到所述信号控制元件，其中，所述第一超声波信号为所述第一换能元件转换发送；
[0009]每组测量子系统分别获取与接收到所述信号控制元件的第一接收信号对应的第一信号参数；
[0010]每组测量子系统分别将所述信号控制元件的第二电信号向所述第二换能元件发送；
[0011]每组测量子系统分别接收所述第一换能元件转换其所接收的第二超声波信号所得的第二接收信号到所述信号控制元件，其中，所述第二超声波信号由所述第二换能元件转换发送；
[0012]每组测量子系统分别获取与接收到所述信号控制元件的第二接收信号对应的第二信号参数；
[0013]每组测量子系统分别将所述第一信号参数和所述第二信号参数向所述测量处理元件发送，以使所述测量处理元件根据预设的测量规则，将所述第一信号参数和所述第二信号参数转换为每组的子系统量；
[0014]每组测量子系统分别将每组的子系统量传送到所述子系统汇总处理器件，以使所述子系统汇总处理器件根据预设的汇总规则将各组的子系统量转换为所测量。
[0015]上述超声波测量系统及其测量方法，通过子系统汇总处理器件与安装在不同待测区域的至少两组测量子系统进行测量，每组测量子系统具有独立的信号控制元件和测量处理元件，每组测量子系统均可独立通过所述信号控制元件控制所述第一换能元件和第二换能元件发送超声波信号或采集超声波信号，获取与所述第一换能元件和第二换能元件采集的信号对应的信号参数，控制所述测量处理元件对所述信号参数进行处理，直接生成子系统量。无需将主测量传感器和从测量传感器采集的信号进行长距离传输，节约传输线和减小测量装置的空间结构的同时可减小信号的传播延时所带来的误差，可有效避免外部环境的不稳定因素对信号传播的影响，从而提高测量子系统的可靠性与测量精度。进而分别将每组的子系统量传送到所述子系统汇总处理器件，使所述子系统汇总处理器件将各组的子系统量转换为所测量，可进一步将同时测量的不同测量区域的测量值转换为所测量，避免待测量的瞬时变化对最终测量值的影响，参考不同测量区域获得更精确的最终测量值。
【【附图说明】】
[0016]图1是本发明超声波测量系统第一实施方式的结构示意图；
[0017]图2是本发明超声波测量系统中测量子系统的第一实施方式的结构示意图；
[0018]图3是本发明超声波测量系统中测量子系统的第二实施方式的结构示意图；
[0019]图4是本发明超声波测量系统第二实施方式的结构示意图；
[0020]图5是本发明超声波测量系统第三实施方式的结构示意图；
[0021]图6是本发明超声波测量系统的测量方法第一实施方式的流程示意图。
【【具体实施方式】】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0023]请参阅图1和图2，图1是本发明超声波测量系统第一实施方式的结构示意图，图2是本发明超声波测量系统中测量子系统的第一实施方式的结构示意图。
[0024]本实施方式所述的超声波测量系统，可包括子系统汇总处理器件100与至少两组测量子系统200，每组测量子系统安装在不同的待测区域，每组测量子系统包括主测量传感器210和从测量传感器220，如图2所示，主测量传感器210可包括第一壳体以及安装在所述第一壳体内部的第一换能元件1020、测量处理元件和信号控制元件，第一换能元件1020安装在所述第一壳体的底部端面，从测量传感器220可包括第二壳体以及安装在所述第二壳体的底部端面的第二换能元件1030，所述信号控制元件分别与第一换能元件1020、第二换能元件1030和所述测量处理元件连接，所述信号控制元件用于向第一换能元件1020和第二换能元件1030发送电信号，第一换能元件1020和第二换能元件1030分别将所述电信号转换为超声波信号、并向待测通道发送，第一换能元件1020还用与接收第二换能元件1030发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第二接收信号并向所述信号控制元件发送，第二换能元件1030还用于接收第一换能元件1020发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第一接收信号并向所述信号控制元件发送，所述信号控制元件还用于获取与所述电信号、所述第一接收信号和所述第二接收信号相应的信号参数、并向所述测量处理元件发送所述相应的信号参数，所述测量处理元件将所述相应的信号参数转换为每组的子系统量，各组测量子系统200的测量处理元件分别与子系统汇总处理器件100连接，将各组的子系统量传送到子系统汇总处理器件100，子系统汇总处理器件100将各组的子系统量转换为所测量。
[0025]本实施方式，通过子系统汇总处理器件与安装在不同待测区域的至少两组测量子系统进行测量，每组测量子系统具有独立的信号控制元件和测量处理元件，每组测量子系统均可独立通过所述信号控制元件控制所述第一换能元件和第二换能元件发送超声波信号或采集超声波信号，获取与所述