液體超聲波流量計的檢測方法及檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及超聲波流量計，特別涉及一種適用于管道公稱直徑大于100的液體超 聲波流量計的檢測方法及檢測系統。
【背景技術】
[0002] 液體超聲波流量計一般采用時差法測量流體流速，基本原理是測量超聲波脈沖在 順程流動方向和逆程流動方向中的時間差來反應流速，從而測出管道內液體流量。液體超 聲波流量計的換能器驅動頻率為1MHZ，遠遠高于氣體的驅動頻率（200K Hz)，更利于采集的 波形，測量值更準確。
[0003] 然而，現有的液體超聲波流量計，在測量管道內的流體流量時，測量出的液體流量 值不準確。究其原因在于：當液體超聲波流量計中使用正常頻率發射換能器驅動時，不確定 所述管道為空管，由于空管中衰減較大，導致接收換能器接收的正弦波包絡信號失真嚴重， 最終，測量出的液體流量值不準確。

【發明內容】

[0004] 鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種液體超聲波流量計的 檢測方法及檢測系統，用于解決現有技術中液體流量計在測量管道流速時，無法判斷所述 管道是否空管以及所述換能器是否故障的問題。
[0005] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種液體超聲波流量計的檢測方 法，包括：
[0006] 將所述液體超聲波流量計安裝在管道上，獲取接收換能器的正弦波包絡信號，其 中，所述正弦波包絡信號包含其幅值與頻率；
[0007] 判斷所述正弦波包絡信號的幅值與頻率是否小于預設的觸發閾值，當所述正弦波 包絡信號的幅值與頻率，其任意一個小于預設的觸發閾值時，增大所述液體超聲波流量計 中發射換能器的驅動電壓，直至所述幅值與所述頻率均不小于觸發閾值，則判定所述管道 為空管；
[0008] 當增大所述發射換能器的驅動電壓，直至驅動電壓增到最大時，且所述幅值與所 述頻率小于觸發閾值時，則判定所述換能器故障。
[0009] 優選地，所述將所述液體超聲波流量計安裝在管道上，獲取接收換能器的正弦波 包絡信號，具體包括：
[0010] 獲取所述液體超聲波流量計中接收換能器接收的超聲波脈沖信號，將接收的超聲 波脈沖信號進行聲電轉換，得到電信號；將所述電信號進行數模轉換，得到所述正弦波包 絡信號。
[0011] 優選地，所述判斷所述正弦波包絡信號的幅值與頻率是否小于預設的觸發閾值， 還包括：
[0012] 當所述正弦波包絡信號的幅值與頻率均不小于預設的觸發閾值時，保持所述液體 超聲波流量計中發射換能器驅動電壓。
[0013] 優選地，所述當增大所述發射換能器的驅動電壓，直至驅動電壓增到最大時，且所 述幅值與所述頻率小于觸發閾值時，則判定所述換能器故障，具體包括：
[0014] 增大所述液體超聲波流量計中發射換能器的驅動電壓，直至所述驅動電壓到達其 最大值時，且所述正弦波包絡信號的幅值與頻率小于預設的觸發閾值時，判定所述換能器 的損壞，并發出報警信號，控制報警裝置響起。
[0015] 優選地，所述檢測方法還包括：
[0016] 根據發射的超聲波脈沖信號與接收的超聲波脈沖信號之間的時間差，計算所述管 道中液體的流量。
[0017] 本發明的另一目的在于提供一種液體超聲波流量計的檢測系統，所述檢測系統包 括：
[0018] 數字信號處理器，適用于發送測試指令，還適用于判斷接收的所述正弦波包絡信 號的頻率與幅值是否小于預設的觸發閾值，當所述正弦波包絡信號的幅值與頻率，其任意 一個小于預設的觸發閾值時，發送調整指令，直至所述幅值與所述頻率均不小于觸發閾值， 則判定所述管道為空管；
[0019] 當增大所述發射換能器的驅動電壓，且所述幅值與所述頻率小于觸發閾值時，則 判定所述換能器故障；
[0020] 現場可編程陣列，適用于根據所述數字信號處理器發送的測試指令，發送相應頻 率與振幅的正弦波參數；
[0021] 數模轉換器，適用于根據所述正弦波參數，輸出滿足正弦波參數的正弦波信號；
[0022] 低壓驅動電路，適用于接收低壓驅動信號，提供8至15V的電壓驅動，對所述正弦 波信號進行放大；
[0023] 高壓驅動電路，適用于接收高壓驅動信號，提供50至65V的電壓驅動，對所述正弦 波信號進行放大。
[0024] 優選地，所述檢測系統還包括：
[0025] 發射換能器，適用于將放大的正弦波信號進行電聲轉換，生成超聲波脈沖信號，并 發送所述超聲波脈沖信號；
[0026] 接收換能器，適用于獲取所述液體超聲波流量計中接收換能器的超聲波脈沖信 號，將接收的超聲波脈沖信號進行聲電轉換，得到電信號；
[0027] 模數轉換器，適用于將所述電信號進行模數轉換，得到所述正弦波包絡信號，其 中，所述正弦波包絡信號包含其幅值與頻率
[0028] 優選地，所述數字信號處理器，還適用于當所述正弦波包絡信號的幅值與頻率均 不小于預設的觸發閾值時，保持所述液體超聲波流量計中發射換能器驅動電壓。
[0029] 優選地，所述檢測系統還包括：報警裝置，適用于接收到所述數字信號處理器發送 的報警指令，響起警報聲。
[0030] 優選地，所述數字信號處理器，還適用根據發射的超聲波脈沖信號與接收的超聲 波脈沖信號之間的時間差，計算所述管道中液體的流量。
[0031] 如上所述，本發明的液體超聲波流量計的檢測方法及檢測系統，具有以下有益效 果：
[0032] 通過采集所述管道內接收換能器的正弦波包絡信號，判斷所述正弦波包絡信號的 幅值與頻率是否小于預設的觸發閾值，當所述正弦波包絡信號的幅值與頻率，其任意一個 小于預設的觸發閾值時，增大所述液體超聲波流量計中發射換能器的驅動電壓，直至所述 幅值與所述頻率均不小于觸發閾值，則判定所述管道為空管；解決了現有液體超聲波流量 計在測量管道流量時，無法判斷管道為空管的問題；當增大發射換能器的驅動電壓，不僅 提高了液體超聲波流量計測量準確度。當增大所述發射換能器的驅動電壓，直至驅動電壓 增到最大時，且所述幅值與所述頻率小于觸發閾值時，則判定所述換能器故障，定位特定故 障，方便使用。
【附圖說明】
[0033] 圖1顯示為本發明實施例提供的一種液體超聲波流量計的檢測方法流程圖；
[0034] 圖2顯示為本發明實施例提供一種液體超聲波流量計結構框圖；
[0035] 圖3顯示為本發明實施例提供的一種液體超聲波流量計的檢測系統框圖；
[0036] 圖4顯示為本發明實施例提供的圖3中的低壓驅動電路、高壓驅動電路結構圖。
[0037] 元件標號說明：
[0038] 1、數字信號處理器，2、現場可編程陣列，3、DA轉換器，4、低壓驅動電路，5、高壓驅 動電路，6、發射換能器，7、接收換能器，8、AD轉換器。
【具體實施方式】
[0039] 以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離 本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0040] 請參閱圖1至圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明 本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數 目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態也可能更為復雜。
[0041] 如圖1所示，為本發明實施例提供的一種液體超聲波流量計的檢測方法流程圖， 包括：
[0042] 在步驟SlOl中，將所述液體超聲波流量計安裝在管道上，獲取接收換能器7的正 弦波包絡信號，其中，所述正弦波包絡信號包含其幅值與頻率；
[0043] 具體地，所述將所述液體超聲波流量計安裝在管道上，獲取接收換能器7的正弦 波包絡信號，具體包括：
[0044] 獲取所述液體超聲波流量計中接收換能器7接收的超聲波脈沖信號，將