一种波形识别型超声波液位计及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111473840A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010330950.6(22)申请日2020.04.24(71)申请人泰华智慧产业集团股份有限公司地址250101山东省济南市高新区新泺大街2008号银荷大厦4-901(72)发明人侯绪彬赵吉祥王淑平郝敬全田孝华马述杰(74)专利代理机构济南光启专利代理事务所(普通合伙)37292代理人邹文婷(51)Int.Cl.G01F23/296(2006.01)G01F23/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种波形识别型超声波液位计及其测量方法(57)摘要本发明公开了一种波形识别型超声波液位计及其测量方法，波形识别型超声波液位计测量方法包括接收超声波遇到被测液面后产生的反射信号，受到回波信号的刺激后生成一束振荡信号，放大处理得到回波振荡信号，比较整理产生脉冲信号进行波形识别，计算得到第一回波时间；获取重复测量的多个第一回波时间，比较得到有效回波时间，选取有效回波时间对应的放大倍数和盲区保持不变重复测量得到多个第二回波时间，根据多个第二回波时间计算得到目标有效回波时间，根据目标有效回波时间和当前温度下对应的超声波声速值计算得到液位距离。实现扫描全量程范围内的回波信号，分析确定正确的回波信号，保证数据的准确性，扩大了超声波液位计的应用范围。CN111473840ACN111473840A权利要求书1/2页1.一种波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，包括：测量空气温度，得到空气温度值，并计算得到当前温度下对应的超声波声速值；产生一组方波信号经放大处理后，向被测液面发射一束超声波，并同时启动计时记录超声波发送时间；接收超声波遇到被测液面后产生的反射信号，受到回波信号的刺激后生成一束振荡信号，并对所述振荡信号进行放大处理，得到回波振荡信号；对所述回波振荡信号进行比较整理，产生脉冲信号进行波形识别，计算得到第一回波时间；获取重复测量的多个所述第一回波时间，比较得到有效回波时间，选取所述有效回波时间对应的放大倍数和盲区保持不变重复测量得到多个第二回波时间，根据多个所述第二回波时间计算得到目标有效回波时间，根据所述目标有效回波时间和所述当前温度下对应的超声波声速值计算得到液位距离。2.如权利要求1所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，测量空气温度，得到空气温度值，并计算得到当前温度下对应的超声波声速值，具体包括：获取空气温度值T和0℃时超声波在空气中的速度v0计算当前温度下对应的超声波声速值v：其中v0＝331.45m/s。3.如权利要求1所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，接收超声波遇到被测液面后产生的反射信号，受到回波信号的刺激后生成一束振荡信号，并对所述振荡信号进行放大处理，得到回波振荡信号，具体包括：下一次对振荡信号的放大倍数大于上一次振荡信号的放大倍数，下一次的盲区距离大于上一次的盲区距离。4.如权利要求1所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，对所述回波振荡信号进行比较整理，产生脉冲信号进行波形识别，计算得到第一回波时间，具体包括：回波信号电压大于比较器的比较门限电压时，产生脉冲，通过比较器将回波振荡信号整理为脉冲信号。5.如权利要求4所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，获取重复测量的多个所述第一回波时间，比较得到有效回波时间，具体包括：获取重复测量的多个所述第一回波时间进行降序排列，选取排列在前的第一回波信号为有效回波信号。6.如权利要求5所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，根据多个所述第二回波时间计算得到目标有效回波时间，具体包括：获取多个所述第二回波时间求平均值得到目标有效回波时间。7.如权利要求6所述的波形识别型超声波液位计测量方法，其特征在于，根据所述目标有效回波时间和所述当前温度下对应的超声波声速值计算得到液位距离，具体包括：所述目标有效回波时间与所述当前温度下对应的超声波声速值的乘积除以2得到液位2CN111473840A权利要求书2/2页距离。8.一种波形识别型超声波液位计，其特征在于，包括温度补偿模块、控制与计算模块、激励模块、发射换能模块、接收换能模块、回波处理模块和波形生成模块，所述温度补偿模块、所述控制与计算模块、所述激励模块与所述发射换能模块依次连接，所述波形生成模块、所述回波处理模块和所述接收换能模块依次与所述控制与计算模块连接；其中，所述温度补偿模块，用于测量空气温度，得到空气温度值；所述控制与计算模块，用于计算得到当前温度下对应的超声波声速值，并产生一组方波信号；所述激励模块，用于放大处理方波信号，并发送至所述发射换能模块；所述发射换能模块，用于接