矿用超声波气体流量计参考波形自动跟踪方法

作者:柏思忠
更新时间:

为了提高超声波气体流量计采矿的精度,针对互相关检测信号中存在的跳波现象,以及影响超声渡越时间测量精度的问题,提出了一种超声波气体流量计采矿参考波形的自动跟踪方法。在计算超声渡越时间的同时,对超声参考波形和实时接收信号波形进行互相关运算,计算互相关检测的可靠性,设置可靠性的有效阈值和参考波形的更新阈值,评估相关数的可靠性,并确定参考波形是否更新。当可靠性小于有效阈值时,确定接收到的信号无效,并重新传输超声波信号。当可靠性大于更新阈值时,确定接收信号波形与参考波形高度一致,并且不需要更新参考波形。当可靠性在有效阈值和更新阈值之间时,确定接收信号有效,用当前接收信号波形替换原始参考波形,实现参考波形的自动跟踪。分析了超声接收信号在一个波形周期内可能引起超声渡越时间误差的两种波形变化:包络的连续变形和包络的瞬时变形。气体流速、温度和压力的变化将导致接收信号包络线的持续变化。尖峰脉冲、随机信号和周期性干扰可能导致超声接收信号包络的瞬时失真。包络线的瞬时畸变可分为三种情况:主峰严重畸变、主峰小畸变和非主峰畸变。测试结果表明,在不同流速、温度、压力和噪声的影响下,超声波气体流量计的相对误差不超过1.0%,满足精度等级1.0的测量要求。参考波形的自动跟踪方法为流量测量的准确性和可靠性提供了保证。