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用于运行超声流量计的方法及超声流量计技术

技术编号:40561514 阅读:11 留言:0更新日期:2024-03-05 19:24
运行超声流量计的方法,超声流量计具有:第一、第二超声换能器、具有测量管壁的测量管及控制和评估单元,第一超声换能器设计为至少发射测量信号且第二超声换能器设计为至少接收该测量信号,第一和第二超声换能器布置在运行中被待测量介质流过的测量管上,该方法在测量期间包括:由第一超声换能器发射测量信号,测量信号的第一部分作为干扰信号沿测量管壁和/或在其内传播,且测量信号的第二部分作为有用信号通过介质传播;由第二超声换能器接收干扰信号和有用信号并转发到控制和评估单元;由控制和评估单元确定干扰信号的干扰振幅和有用信号的有用振幅;确定有用振幅和干扰振幅的振幅比;当振幅比低于所设定下限值或超过所设定上限值时提供通知。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基于一种用于运行超声流量计的方法,其中该超声流量计具有:至少一个第一超声换能器、至少一个第二超声换能器、至少一个具有测量管壁的测量管以及至少一个控制和评估单元,其中第一超声换能器被设计为至少发射测量信号,并且其中第二超声换能器被设计为至少接收测量信号,其中第一超声换能器和第二超声换能器布置在该测量管上并且其中测量管在运行中被待测量介质流过。本专利技术还涉及一种超声流量计,其具有至少一个第一超声换能器、至少一个第二超声换能器、至少一个具有测量管壁的测量管以及至少一个控制和评估单元,其中,所述第一超声换能器被设计为至少发射测量信号,并且其中所述第二超声换能器被设计为至少接收测量信号,其中第一超声换能器和第二超声换能器布置在测量管上并且其中测量管在运行中被待测量介质流过。


技术介绍

1、现有技术中已知的超声流量计的精度尤其取决于由第一超声换能器发射的测量信号能够多好地被第二超声换能器检测到,即能够多精确地被第二超声换能器检测到。为了尽可能精确地确定测量信号的传播时间,重要的是能够尽可能好地将测量信号的起始与干扰信号区分开。

2、在运行中,由第一超声换能器发射的测量信号不仅经由介质传输至第二超声换能器。测量信号的至少一部分也经由测量管到达第二超声换能器并且在那里被检测为干扰信号。由于干扰信号在测量管壁内部被多次反射,因此干扰信号的一部分与有用信号(nutzsignal)同时和/或在有用信号之后到达第二超声换能器。此外,由于测量管中的声速高于介质中的声速,干扰信号的一部分会先于有用信号遇到第二超声换能器。由于干扰信号在第二超声换能器处的时间上的扩展,有用信号总是被干扰信号叠加。

3、因此,当在本专利技术的范畴内提及在第二超声换能器处检测到的有用信号时,这总是意味着实际有用信号和与有用信号同时到达的干扰信号的叠加。

4、从文献ep 0 9499 485 a1中已知一种超声流量计和用于运行超声流量计的方法,其中通过了解过程参数而确定数字振幅信号并将其输送到振幅滤波器。然后,使用振幅滤波器而确定测量信号的传播时间。


技术实现思路

1、从现有技术出发,本专利技术的目的是说明一种用于运行超声流量计的方法以及确保对超声流量计的改进的超声流量计。

2、根据本专利技术的第一教导,上述目的通过开头描述的方法来实现,其中

3、该方法在测量期间包括以下步骤:

4、-由第一超声换能器发射测量信号,其中测量信号的第一部分作为干扰信号沿着测量管壁和/或在测量管壁内传播,并且其中测量信号的第二部分作为有用信号通过介质而传播,

5、-由第二超声换能器接收干扰信号和有用信号,并将干扰信号和有用信号转发到控制和评估单元,

6、-由控制和评估单元确定干扰信号的干扰振幅并确定有用信号的有用振幅,

7、-确定有用振幅和干扰振幅的振幅比,

8、-当振幅比低于所设定的下限值或超过所设定的上限值时提供通知。

9、根据本专利技术而认识到:超声流量计的精度度量是有用信号与干扰信号之间的振幅比。有用信号从干扰信号中越突出(abheben),实际有用信号与干扰信号的分离就越好,即越精确。原则上,有用信号由于峰的形状和/或频率和/或高度而不同于干扰信号,从而可以基于前述参数将有用信号与干扰信号分离。

10、由于振幅比是由所测量值形成的,因此总是考虑到对干扰信号和/或有用信号有影响的过程参数的所有波动。特别是与根据过程参数理论上预测干扰信号和/或有用振幅的衰减的方法相比,根据本专利技术的方法是有利的。一方面因为:不需要检测附加的过程参数来确定干扰振幅。而另一方面则确保了实际上所有影响干扰信号和/或有用信号的参数都被自动检测。结果,可以特别准确地说明由于与干扰信号叠加而引起的有用信号的所测量传播时间的测量偏差或针对测量偏差的度量或者说测量精度。

11、在此,有用振幅与干扰振幅的比率低于所设定的下限值时或者当干扰振幅与有用振幅的比率超过所设定的上限值时,提供通知。

12、根据该方法的第一设计方案,根据在时间上在有用信号之前的干扰信号或者根据在时间上在有用信号之后的干扰信号来确定干扰振幅。

13、如已经解释的,干扰信号不仅在时间上在有用信号之前到达第二超声换能器而且此外也在有用信号到达之后继续延伸(sich fortsetzen)。根据一个设计方案,干扰信号的振幅随着时间的推移而增高。

14、由于恰好在有用信号到达的时间点遇到第二超声换能器的干扰信号的干扰振幅的大小是特别关系重大的(relevant),因此根据用于确定振幅比的一个设计方案利用修正因子来修正干扰振幅。如果根据在时间上在有用信号之前到达第二超声换能器的干扰信号来确定干扰振幅,则修正因子优选地大于1。如果根据在时间上在有用信号之后到达第二超声换能器的干扰信号来确定干扰振幅,则修正因子优选地小于1。

15、为此目的,特别优选地在测量之前、也就是说在不存在有用信号的情况下,单独地检测和分析干扰信号的变化过程。例如,有用信号为此被阻挡,使得其无法到达第二超声换能器。根据一个设计方案,基于所检测的干扰信号的变化过程来确定修正因子。如果根据在时间上在有用信号之前遇到第二超声换能器的干扰信号来确定干扰振幅,则特别优选地确定第一修正因子,并且如果根据在时间上在有用信号之后遇到第二超声换能器的干扰信号来确定干扰振幅,则进一步确定第二修正因子。

16、根据该方法的进一步设计方案,经多个峰值对干扰信号的振幅求平均,以便确定干扰振幅。这种设计方案的优点是干扰信号的背景噪声(grundrauschen)被平均掉。如果要平均的峰值尽可能贴近有用信号,则这是特别有利的。因此,确定振幅比时的误差特别小,因为干扰振幅尽可能接近地相应于与实际有用信号同时遇到第二超声换能器的干扰振幅。例如,在有用信号到达之前的所设定时间段内求平均。优选地,在有用信号到达之前的至少50μs、特别优选地至少100μs、尤其是至少150μs的时间段内求平均。

17、根据该方法的同样优选的设计方案,经多个峰值对有用信号的振幅求平均,以便确定有用振幅。优选地,经至少两个峰值、特别优选地经至少四个峰值、尤其是经至少六个峰值而求平均。

18、根据另一设计方案,有用振幅和/或干扰振幅对应于围绕干扰信号或有用信号的过零的峰到峰振幅。为了确定干扰振幅,对此不选择有用信号到达时的过零。这种设计方案确保以特别精确的方式进行振幅确定,尤其是对有用信号进行振幅确定,因为有用信号的各个峰值的高度在有用信号到达之后立即改变。因此,有用振幅特别优选地对应于有用信号的在时间上来看第一个峰值的峰到峰振幅。当有用信号的传播时间具有随机变化时,这是特别有利的。

19、替代地,代替峰到峰振幅,有用振幅和/或干扰振幅还可以对应于从干扰信号或有用信号的基准线(nulllinie)开始的峰值的振幅。还可以设想:对从零线开始对多个这样的振幅求平均以确定干扰振幅或有用振幅。

20、根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于运行超声流量计(1)的方法(9),

2.根据权利要求1所述的方法(9),其特征在于,根据在时间上在所述有用信号(7)之前的干扰信号(8)或者根据在时间上在所述有用信号(7)之后的干扰信号(8)来确定所述干扰振幅。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法(9),其特征在于,为了确定所述振幅比,利用修正因子来修正所述干扰振幅,所述修正因子考虑到所确定的干扰振幅并不对应于与所述有用信号(7)同时遇到所述第二超声换能器(3)的所期望的干扰振幅。

4.根据权利要求1至3所述的方法(9),其特征在于,经多个峰值对所述干扰信号(8)的振幅求平均,以便确定所述干扰振幅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(9),其特征在于,经多个峰值对所述有用信号(7)的振幅求平均,以便确定所述有用振幅。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(9),其特征在于,所述有用振幅和/或所述干扰振幅对应于优选地围绕干扰信号(8)或有用信号(7)的过零的峰到峰振幅。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(9),其特征在于,为了确定所述有用振幅和/或所述干扰振幅而确定时间上受限的干扰信号(8)或时间上受限的有用信号(7)的包络,其中所述干扰振幅是时间上受限的所述干扰信号(8)的包络的最大值,和/或其中所述有用振幅是时间上受限的所述有用信号(7)的包络的最大值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(9),其特征在于,经多个测量对所接收的所述有用信号(7)求平均,从而使所述有用信号(7)与所述干扰信号(8)之间的随机存在的时间偏移被平均掉。

9.根据权利要求8所述的方法(9),其特征在于,将测量的相应有用信号选择作为时基,从而使所述干扰信号(8)具有随机存在的时间偏移,并且经多个测量而对所述干扰信号(8)求平均,从而降低所述干扰振幅。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法(9),其特征在于,提供通知应被理解为输出和/或转发和/或显示通知。

11.超声流量计(1),所述超声流量计具有至少一个第一超声换能器(2)、至少一个第二超声换能器(3)、至少一个具有测量管壁(5)的测量管(4)以及至少一个控制和评估单元(6),

...

【技术特征摘要】

1.用于运行超声流量计(1)的方法(9),

2.根据权利要求1所述的方法(9),其特征在于,根据在时间上在所述有用信号(7)之前的干扰信号(8)或者根据在时间上在所述有用信号(7)之后的干扰信号(8)来确定所述干扰振幅。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法(9),其特征在于,为了确定所述振幅比,利用修正因子来修正所述干扰振幅,所述修正因子考虑到所确定的干扰振幅并不对应于与所述有用信号(7)同时遇到所述第二超声换能器(3)的所期望的干扰振幅。

4.根据权利要求1至3所述的方法(9),其特征在于,经多个峰值对所述干扰信号(8)的振幅求平均,以便确定所述干扰振幅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(9),其特征在于,经多个峰值对所述有用信号(7)的振幅求平均,以便确定所述有用振幅。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(9),其特征在于,所述有用振幅和/或所述干扰振幅对应于优选地围绕干扰信号(8)或有用信号(7)的过零的峰到峰振幅。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·惠泽尔
申请(专利权)人:克洛纳有限公司
类型:发明
国别省市:

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