與脈沖多普勒方法和傳播時間差方法兼容的超聲波流量計、在流量計中自動選擇測量方...的制作方法

專利名稱：與脈沖多普勒方法和傳播時間差方法兼容的超聲波流量計、在流量計中自動選擇測量方 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用能夠以脈沖多普勒方法和通過時間(transittime)方法來測量流量的超聲波流量計，在脈沖多普勒方法和通過時間方法之間切換測量方法的技術。
背景技術：
脈沖多普勒方法和通過時間方法為公知的超聲波流量測量方法。
脈沖多普勒方法中的流量測量運用了多普勒頻移，其中，超聲波脈沖被發射到待測量的流體，由諸如存在于流體中的氣泡的混入物反射的超聲波回波的頻率被改變與流速成比例的量。與通過時間方法相比較，脈沖多普勒方法的特點在于高精確度、快速響應、優良的抗氣泡特性、以及通過提供多級測量線，即使在扭曲流動(skewed flow)中仍可以具有高精度。然而，其問題在于，在幾乎不包含氣泡和/或顆粒的流體中無法進行正確的測量，并且流速的可測量范圍受限。作為脈沖多普勒方法中的流量測量技術，例如，專利文獻1的技術是公知的。
另一方面，在通過時間方法中，使用了一對超聲波傳感器(transducer)來比較從上游(upstream)到下游(downstream)的超聲波通過時間和從下游到上游的超聲波通過時間，并計算流速和流量。在該方法中，與脈沖多普勒方法相比，可以適當地測量幾乎不包含氣泡和/或顆粒的流體和純水的流量，并且流速的可測量范圍很寬。
傳統的超聲波流量計利用脈沖多普勒方法或通過時間方法來進行測量。
這樣，上述方法具有優點和缺點，但他們可以互為補充，最好是超聲波流量計具有能夠使用這兩種方法來測量流量的硬件資源，并且合適地在兩者之間切換。
本發明旨在提供一種超聲波流量計，其方法和程序能夠使用脈沖多普勒方法和通過時間方法兩者，通過根據脈沖多普勒方法和通過時間方法的接收波來自動選擇脈沖多普勒方法和通過時間方法中的任一種，從而能夠測量流量，而不論待測流體中是否存在/缺少諸如氣泡等的反射體。
專利文獻1日本公布的專利申請第2000-97742號。

發明內容
根據本發明的選擇測量方法的方法使用能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計，選擇其中一種測量方法，并且包括確定當前測量方法的確定步驟；確定接收波可靠性的確定步驟；以及當確定接收波可靠性不夠時，選擇不同于當前測量方法的測量方法的選擇步驟。
另外，根據本發明的選擇測量方法的方法使用能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計，選擇其中一種測量方法，并且包括確定當前測量方法的確定步驟；確定接收波可靠性的確定步驟；以及當確定接收波可靠性不夠時，選擇不同于當前測量方法的測量方法的選擇步驟，以及獲得一個值作為與脈沖多普勒方法和通過時間方法的每一個相關的接收波可靠性指標，相互比較作為測量方法指標的值，并當確定接收波可靠性不夠時，選擇具有更高指標值的測量方法。
本發明并不限于上述選擇測量方法的方法，它還可被配置為能夠使用兩種方法的超聲波流量計、能夠同時使用兩種方法的超聲波流量計、或者程序或存儲指示這些裝置執行上述方法的程序的記錄介質。
根據本發明的所述方法、所述裝置等，在能夠利用通過時間方法和脈沖多普勒方法的系統中，方法的選擇是自動確定的，利用這些方法的優點，從而進行流量測量，而不論待測流體中是否存在/缺少反射體。由于在每種測量方法中適當地觀測接收到的超聲波的強度、頻率的功率譜、相位變化、流速的正常檢測率等，以及基于預定的閾值來自動確定待使用的方法，能夠以高精確度進行滿足測量條件的流量測量。


圖1顯示了根據本發明的實施例，能夠使用脈沖多普勒方法和通過時間方法來進行流量測量的超聲波流量計的結構略圖；圖2顯示了根據通過時間方法進行流量測量的原理；圖3顯示了根據脈沖多普勒方法進行流量測量的原理；圖4為根據本發明第一個實施例的切換操作的流程圖；圖5為如圖4所示的脈沖多普勒方法中進行切換操作的流程圖；以及圖6為根據本發明第二個實施例的切換操作的流程圖。
具體實施例方式
以下參考實施例和附圖詳細說明本發明。對多幅圖中出現的相同組件在圖中被賦給了相同的標號。
圖1顯示了根據本發明的實施例，能夠使用脈沖多普勒方法和通過時間方法來進行流量測量的超聲波流量計的結構略圖。
在圖1中，在為待測量流體提供流動路徑的管道的外壁上安裝能夠使用所述兩種方法的超聲波流量計，并且該超聲波流量計配置有傳感器1(超聲波傳感器)，用于以脈沖多普勒方法發送和接收超聲波來進行流量測量；一對傳感器2和3(超聲波傳感器)，彼此相對地附著在管道外壁上；電路4，用于檢測多普勒頻率并進行A/D轉換，用于脈沖多普勒方法的流量測量；電路5，用于進行放大和A/D轉換，用于通過時間方法的流量測量；切換電路6，用于在脈沖多普勒方法和通過時間方法之間進行切換；以及控制單元7，用于控制整個超聲波流量計。電路4的多普勒頻率檢測實際上是通過混和發射的超聲波脈沖頻率和接收的回波頻率并濾波發送頻率分量來進行的，從而提取并輸出指示多普勒頻移分量的信號。更詳細地，它是通過正交檢測來獲得分析信號的方法。即，回波被乘以發送頻率的正弦和余弦分量，回波被分解為發送頻率分量和多普勒頻移分量，然后由低通濾波器僅提取指示多普勒頻移分量的信號并輸出。
雖然未在附圖中顯示，還有用于通過向每個傳感器輸出發送脈沖信號而從每個傳感器輸出超聲波脈沖的發送電路。該發送電路配置有例如發生器和發射器。發生器產生基本頻率為f0的電信號，而發射器在每個預定時間間隔(1/fprf)以脈沖形式輸出來自發生器的電信號。這樣，每個傳感器在每個預定時間間隔(1/fprf)輸出基本頻率為f0的超聲波脈沖。然后，發送超聲波脈沖，并接收和處理由反射物或管道壁反射的脈沖被定義為一個測量操作。該測量操作被重復預定次數(Nprf，例如，幾百至幾千次)。基于所得到的結果，控制單元7按照慣例獲得了多普勒接收波fd(i)，計算每個測量點的流速(即流動剖面)，并進一步計算流量。在本方法中，獲得隨后說明的接收波幅度和功率譜以與設定值(閾值)進行比較，從而確定測量方法的切換。
控制單元7最好配置有未在附圖中顯示的CPU(centralprocessing unit，中央處理器)、ROM(read-only storage device，只讀存儲設備)，RAM(arbitrary access storage device，隨機存取存儲設備)等構成的微機。控制單元7執行各單元的功能，流量計算單元8根據來自脈沖多普勒方法中電路4和來自通過時間方法中電路5的信號，通過每個方法來計算流量；輸出處理單元9輸出(例如顯示)流量處理單元8的處理結果；以及方法切換單元10基于本發明的原理而進行方法切換。處理單元8至10的每一個通過未在附圖中顯示的CPU讀取和執行存儲在同樣未在附圖中顯示的ROM中的預定程序來實現。
脈沖多普勒方法中電路4和流量計算單元8的流量測量通過現有方法來執行。同樣地，通過時間方法中電路5和流量計算單元8的流量測量也通過現有方法來執行。
在圖1中，方法切換單元10切換電路4和5。然而，當單獨提供兩種方法所需的硬件資源時，可以同時進行通過這兩種方法的流量測量。因此，切換電路4和5可以被從兩種方法的測量結果中選擇一個來代替。
另外，能夠使用兩種方法的超聲波流量計被單獨提供兩種方法所需的硬件資源。然而，本發明不能被提供電路5以進行通過時間方法測量，但是在能夠使用兩種方法的超聲波流量計中，可以將脈沖多普勒方法所使用的電路4的放大器(未在附圖中顯示)和A/D轉換器應用于通過時間方法的流量測量中。
在解釋根據本發明切換方法的方法之前，將在下面簡單說明通過時間方法和脈沖多普勒方法。
圖2顯示了通過時間方法中的流量測量原理。在通過時間方法中，如圖2的(a)部分所示，傳感器2(在圖2中被稱為“TD2”)穿過楔子和管道向待測流體直徑上的測量線發射超聲波(幅度為A0)，并且傳感器3穿過相對的楔子和管道接收經由被測流體的超聲波。圖2的(b)部分示出接收波形。連續地，傳感器3同樣對傳感器2進行發送。圖2的(c)部分顯示了TD2的接收波形。然后，由傳感器2和3的接收波形之間的時間差(ΔT＝T2-T1)來獲得待測流體的平均流速。由通過時間方法進行的流量測量將一對傳感器中的每個傳感器發送發送脈沖以及使用此時接收的兩個接收波來測量流量的周期定義為“一個測量周期”。
圖3顯示了由脈沖多普勒方法進行流量測量的原理。在脈沖多普勒方法中，如圖3的(a)部分所示，傳感器1(在圖3中被稱為“TD1”)穿過楔子和管道向測量線的直徑上的測量區發射超聲波(幅度為A1)，并且傳感器接收來自測量區中的反射體的回波(反射波)。基于從發送到接收所用的時間來計算測量線上的反射位置，以及根據取決于每個位置(測量點)的反射體的速度的多普勒頻移來獲得反射體的流速。對應于從多普勒頻移的頻率(fd)得到的采樣定理，以頻率fprf(fprf≥2fd)將上述過程重復預定次數(Nprf)，并得到測量線上的流動剖面。然后，通過對沿管道內徑的每個流速進行積分來得到流量。在圖3的(b)部分中，最粗的垂直線表示發送波，第二粗的垂直線表示從相對壁表面的反射波。連接這些垂直粗線的粗水平線表示流體中的反射體的回波。有關脈沖多普勒方法的流量測量，對于一個脈沖發送的測量操作的周期被定義為“一個測量周期”。
基于上述Nprf次測量的結果，如圖3(c)部分所示，對每個測量點(位置)獲得多普勒接收波fd(i)。在該解釋下，脈沖多普勒方法中的接收波(多普勒接收波)指的是電路4的輸出信號或基于Nprf次測量結果而產生的信號，但不是指每次測量得到的原始接收波。
為了知道流速，要得到多普勒頻移中的頻率變化。然而，用實際的測量裝置，首先使用多普勒頻移ωd和重復周期Δt來計算相角，并進行算術運算，從而得到流速。
基于上述定義在下面解釋方法切換單元10的切換操作。
第一實施例圖4是根據本發明第一實施例的切換操作的流程圖。根據本發明，對每個測量周期進行圖4中顯示的方法。當圖4(a)部分中的處理開始時，確定當前的流量測量方法是什么(步驟102)。由于控制單元7控制方法的切換，控制單元7自然知道當前的流量測量方法。如果當前的流量測量方法是脈沖多普勒方法，則控制傳遞至步驟104，并且基于至此進行的Nprf次測量的結果，生成有關接收信號(即，圖3(c)部分所示的多普勒接收波fd(i))的可靠性的指標值。
圖4的(b)部分顯示了步驟104中的方法的實例。如圖4(b)部分所示，例如，在步驟104a中，獲得接收波的幅度，即，多普勒接收波fd(i)的幅度A1’與預定幅值A的比值ARrr。
另外，如在步驟104b中，對多普勒接收波進行傅立葉變換，獲得作為發送波頻率和接收波頻率之間的差的多普勒頻率fd，檢測接收波的功率，并且這些處理被重復若干次，從而獲得水平軸和垂直軸分別指示多普勒頻率fd和功率的功率譜，并且得到獲得的功率譜與預定功率值P的比值PRrr。對每個測量點都獲取功率譜。
在確定步驟108中，確定在步驟104(例如，104a或104b)中獲得的值是否小于預定的設定值(Q或R)。實際上，當在步驟104a中得到多普勒接收波fd(i)的幅度A1’與預定幅值A的比值ARrr時，確定比值ARrr是否小于為比值ARrr預定的設定值Q。同樣，當在步驟104b中獲得比值PRrr時，確定比值PRrr是否小于為比值PRrr預定的設定值R。
如果獲得的值小于預定的設定值，則在測量周期內收集的多普勒接收波的可靠性較低，并且推薦不采用該方法。相應地，在步驟110中改變該方法。即，在這種情況下，由于當前正在使用脈沖多普勒方法，則方法被改變為通過時間方法。步驟110之后，切換操作終止。
在確定步驟108中，如果在步驟104中獲得的值大于設定值(Q或R)，則在測量周期內收集的多普勒接收波的可靠性等于或高于預定水平。因此，不需要采取行動(不改變方法)并且過程終止。
由用戶可選地將預定幅值A、預定功率值P以及預定設定值(Q或R)設置為適當的值。
另一方面，如果在第一確定步驟102中確定當前方法是通過時間方法，則控制被傳遞至步驟106，并且獲得在當前測量周期中收集的接收信號的可靠性的指標值。實際上，它是在圖4的(c)部分中所示的步驟106a或106b中獲得的。例如，在步驟106a中，獲得發送波的最大幅度(圖2的(b)部分中顯示的A0)與接收波的最大幅度(圖2的(b)部分中顯示的A0’)的比值Artr。另外，在步驟106b中，通過對接收波進行傅立葉變換來計算接收波中包含的發送頻率的功率譜，并且可以獲得功率譜與發送波的比值PRtr。
然后，在確定步驟108中，確定在步驟106(例如，106a或106b)中得到的值是否小于該量的設定值。實際上，當在步驟106a中獲得發送波的最大幅度與接收波的最大幅度的比值Artr時，確定比值Artr是否小于為比值Artr預定的設定值。同樣，當在步驟106b中獲得功率比值PRtr時，確定比值PRtr是否小于為比值PRtr預定的設定值。
如果得到的值小于預定的設定值，則在測量周期內收集的接收波的可靠性較低，并且推薦不采用該方法。因此，在步驟110中改變該方法。即，在這種情況下，由于當前的方法是通過時間方法，則方法被改變為脈沖多普勒方法。步驟110之后，切換操作終止。
在確定步驟108中，如果步驟106中得到的值大于設定值，則在測量周期內收集的通過時間方法中的接收波的可靠性等于或高于預定水平。因此，不需要采取行動(不改變方法)并且過程終止。
如果當前測量方法是脈沖多普勒方法，則不進行圖4中顯示的方法，但可以執行圖5中顯示的方法。即，如圖5的(a)部分中所示，確定整個測量點是否能被正確地測量(步驟S120)。如果可以被正確測量的測量點數(或如果正確測量的點與所有測量點的比值)小于第一預定閾值(步驟S112中為“是”)，則確定不能用脈沖多普勒方法來進行測量，并且測量方法被改變為通過時間方法(步驟S124)。如果該數等于或高于第一預定閾值(步驟S122中為“否”)，則確定可以由脈沖多普勒方法來執行測量，并且過程終止(不改變方法)。
步驟S120中的確定方法實際上是圖5的(b)部分中所示的方法或圖5的(c)部分中所示的方法。
在圖5的(b)部分中所示的方法中，每次執行預定次數(例如Nprf次)測量時，對于每個測量點獲得接收波的波形未連續改變的次數。如果該次數小于預定第二閾值，則確定該測量點可以被正確測量(步驟S120a)。另一方面，如果得到的次數等于或大于第二預定閾值，則確定該測量點的測量狀態異常。“接收波的波形不連續改變的次數”中的“波形不變化”指的是以下含義。
即，在脈沖多普勒方法中，可以由從發送超聲波脈沖到接收反射波所用的時間來確定反射體在哪個測量點反射了接收波。即，當在時基上觀看反射波(接收波)時，波形在對應于反射體的測量點的時間發生變化，否則波形不改變。因此，對于某測量點“接收波的波形不改變”表示反射體沒有經過，并且在對應于“接收波的波形不連續改變的次數”的時間內，反射體未經過測量點。相應地，較大的“接收波的波形不連續改變的次數”所指的含意是，有小量的反射體經過測量點。因此，當它等于或大于第二閾值時，確定不能正確進行測量。
以下說明的是圖5(c)部分中所示的方法。
圖5(c)部分中所示方法的操作原理在以下被解釋。
即，在脈沖多普勒方法中的流量測量中，在每個測量周期內在每個測量點測到的流速不是常量，并且存在實質上為正態分布的變化。
通過計算形成上述正態分布的測量結果的平均值，最終輸出在每個測量點的流速。雖然存在以上所述的或多或少的變化，當測量結果和平均值之間存在較大差別時，可以認為不能獲得正確測量結果。
基于操作的原理，執行圖5(c)部分中所示的步驟S120b中的方法。步驟S120b由以下子步驟構成。即，首先在步驟202中，處理目標是第一測量點。在步驟204中，獲得在當前測量點(＝反射點)的流速。在步驟206中，計算直到最后一次測量為止獲得的當前測量點的流速的平均值。在步驟208中，獲得步驟204中得到的流速與計算的平均值之間的差值。在確定步驟210中，確定所述差值是否等于或大于第三閾值。如果所述差值不高于預定第三閾值，則確定對于該測量點的測量被正確地執行。計數確定已對其正確執行了測量的測量點的數目。在下一個確定步驟212中，確定將被處理的當前測量點是否為最后一個測量點。如果不是最后一個點，則在步驟218中將下一個測量點設為處理目標，控制被返回至步驟204。在確定步驟210中，當差值超過第三閾值時，認為該測量點的測量異常，并且在步驟216中，使用直到上一次為止獲得的平均值或相鄰測量點的平均值等，來校正步驟204中獲得的流速，然后控制被轉到步驟212。如果在確定步驟212中確定當前處理目標的測量點為最后一個測量點，則控制被轉到步驟214，并且獲得正常測量點數與測量點總數的比值(％)。步驟214中的處理可以被省略，并且可以使用計數的正常測量點數，象在步驟122中的方法中一樣。
如上所述，當獲得已對其執行了正常測量的測量點數(或該數目與測量點總數的比值)時，控制被轉到確定步驟122。在步驟122中，確定得到的值是否超過第一閾值。自然地，在執行步驟120a中的處理的情況下和執行步驟120b中的處理的情況下，對第一閾值設定不同的值。
在步驟120b中的示例中，每個測量點的流速被用作確定標準。然而，由于每個點的多普勒頻移與流速一樣存在實質上正態分布的變化，每個測量點的多普勒頻移可以被用于步驟120b中的確定標準。
第一、第二和第三閾值為用戶可選設定的適當值。
根據本發明，可以通過如上所述在流量測量期間選擇最優流量測量方法，來進行適應測量條件的高精度流量測量。
通過使用當前使用的任一測量方法的接收數據來確定切換，來實現切換測量方法的方法。以下說明基于兩種方法的測量數據來確定切換的方法。
第二實施例圖6是根據本發明第二個實施例的切換操作的流程圖。圖6中所示的方法首先執行步驟302和304。步驟302中的方法與圖5的(b)部分中所示的步驟120a相同，并且步驟304中的方法與圖5的(a)部分中的步驟122相同。當步驟304中的確定(122)為“是”時，則確定不能以脈沖多普勒方法進行測量，并且方法被切換至通過時間方法(步驟306)，從而終止該過程。然而，當步驟304中的確定(122)為“否”時，并不立即確定將繼續脈沖多普勒方法，而是在步驟308至318中確定脈沖多普勒方法和通過時間方法哪個更適合，并且采用更合適的方法。如果兩者都不適合，則確定存在某種異常條件。在圖6中所示的示例中，使用了圖5的(b)部分中所示步驟120a中的方法，但也可以使用圖5的(c)部分中所示步驟120b中的方法。另外，圖6中所示的示例是基于脈沖多普勒方法為當前測量方法，但該方法并不局限于脈沖多普勒方法，并且執行圖4的(a)部分中所示的步驟102中的確定。當當前測量方法為通過時間方法時，步驟302中的方法可以被步驟106中的方法所代替(例如，圖4中(c)部分中所示的步驟106a或106b)。在這種情況下，如果步驟304中的判斷為“是”，則步驟306中的處理為“切換至脈沖多普勒方法”。
當步驟304中的確定為“否”時，控制被轉到步驟308。在步驟308中，計算由以下等式定義的通過時間方法中的切換值Vp。
Vp＝ARtr·W1+PRtr·W2其中ARtr＝發送波幅度與接收波最大幅度的比值；PRtr＝發送波與接收波頻率功率的比值；以及W1，、W2為任意設定的權重值。
在步驟310中，計算由以下等式定義的多普勒方法中的切換值Vd。
Vd＝ARrr·W3+PRrr·W4其中ARrr＝多普勒接收波的幅度與預定幅值的比值；比值PRrr＝多普勒頻率的功率譜與預定功率值的比值；以及W3，、W4為任意設定的權重值。
上述W1和W2由用戶根據ARtr或PRtr哪一個更重要而任意設定。當只有ARtr和PRtr中的一個將被使用時，可以進行設定W1＝0，W2＝0等。對于W3和W4也同樣。
在步驟312中，通過時間方法中的切換值Vp或脈沖多普勒方法中的切換值Vd中的更大者被選擇為Vx(x＝p或d)。在確定步驟314中，確定所選擇的值Vx是否大于預定值。如果所選的值Vx更大，則方法被切換為在步驟316中選擇的方法，從而終止該過程。如果所選的值Vx不大于步驟314中的預定值，則確定不能進行測量，并且在步驟318中發布結果的信息，從而終止該過程。
根據本實施例能夠使用兩種方法的超聲波流量計可以是，例如，在日本專利申請第2004-052348號中所說明的，能夠有選擇地使用兩種方法的超聲波流量計和能夠同時使用兩種方法的超聲波流量計。能夠有選擇地使用兩種方法的超聲波流量計可以使用兩種方法中的一種來進行測量。能夠同時使用兩種方法的超聲波流量計可以一直使用兩種方法來進行測量，但采用和輸出兩種方法中的一種的測量結果。
根據第二實施例的切換測量方法的方法基于脈沖多普勒方法和通過時間方法的測量數據來確定切換。因此，它可以應用于能夠同時使用兩種方法的超聲波流量計，但不能應用于能夠有選擇地使用兩種方法的超聲波流量計。另一方面，根據第一實施例的切換方法使用兩種方法之一的測量數據來確定切換。因此，它可以被應用于能夠應用兩種方法的超聲波流量計，無論是能夠同時或者有選擇地使用兩種方法的超聲波流量計。
以上實施例的說明僅是為了解釋本發明。因此，本領域的技術人員可以很容易地以各種方式在本發明的技術概念或原理內對上述實施例的說明進行改動、改進或增加。
例如，步驟104a和104b中的方法被描述為圖4中所示的步驟104中的方法的示例。然而，在步驟104中，接收信號的可靠性的指標值并不限于該示例。例如，在步驟104a中，獲得接收波幅度與預定可測量幅值的比值ARrr，但也可以使用接收波幅值本身。在這種情況下，在步驟108中，確定接收波的幅值是否小于參考幅值(例如，脈沖多普勒方法中可接受的最小接收波幅值)。它也可被應用于步驟106中的方法。
在步驟104a、104b、106a和106b中，獲得比值以減小由于產生發送脈沖引起的電壓變化、用于放大接收波的增益變化、管道中狀態變化等所帶來的接收波狀態變化的影響。因此，可以使用幅值本身而不是比值ARrr，如在上述幅值的情形中。
圖4的(a)部分中所示的步驟104中的方法以上被解釋為圖4的(b)部分中所示的步驟104a或104b中的方法。然而，它也可以作為圖6中所示的步驟310中的方法來執行。同樣，圖4的(a)部分所示的步驟106中的方法以上被解釋為圖4的(c)部分所示的步驟106a或106b中的方法。然而，它也可以作為圖6中所示的步驟308中的方法來執行。另一方面，可以執行代替圖6中步驟310中方法的圖4的(b)部分中所示的步驟104a或104b中的方法。同樣，可以執行代替圖6中步驟308中方法的圖4的(c)部分中所示的步驟106a或106b中的方法。即，上述切換值Vp和Vd僅作為接收波可靠性指標的示例值，其它合適的值也可以被應用。
權利要求
1.一種選擇測量方法的方法，其中選擇兩種測量方法之一用于能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計，所述方法包括下列步驟確定當前測量方法的確定步驟；確定接收波可靠性的確定步驟；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法的選擇步驟。
2.根據權利要求1的方法，其中，所述確定步驟包括獲得作為所述接收波可靠性指標的值的步驟；以及確定作為所述指標的值是否小于登記的設定值的步驟；并且所述選擇步驟包含當作為所述指標的值小于所述設定值時，確定可靠性不夠的步驟。
3.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述脈沖多普勒方法時，作為所述指標的值為所述接收波的幅值；以及所述設定值為所述脈沖多普勒方法中的接收波的最小可接受幅值。
4.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述脈沖多普勒方法時，作為所述指標的值為接收波的幅值與事先設定的預定幅值的比值；以及所述設定值與所述比值相關聯。
5.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述脈沖多普勒方法時，作為所述指標的值為通過對所述接收波進行傅立葉變換而得到的多普勒頻率的功率譜；以及所述設定值為預定的功率值。
6.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述脈沖多普勒方法時，作為所述指標的值為通過對所述接收波進行傅立葉變換而得到的多普勒頻率的功率譜與預定功率值的比值；以及所述設定值與所述比值相關聯。
7.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述通過時間方法時，作為所述指標的值為發送波幅度與接收波的最大幅度的比值；以及所述設定值與所述比值相關聯。
8.根據權利要求2的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述通過時間方法時，作為指標的所述值為包含在通過對所述接收波進行傅立葉變換而得到的接收波中的發送頻率的功率譜與預定功率值的比值；以及所述設定值與所述比值相關聯。
9.根據權利要求1的方法，其中當在所述確定步驟中確定的所述當前測量方法為所述脈沖多普勒方法時，所述確定步驟確定目前可正確執行測量的狀態下的測量點，并計數所述正確測量點的數目；以及當獲得的所述正確測量點的數目小于事先登記的第一閾值時，所述選擇步驟將所述方法改變為所述通過時間方法。
10.根據權利要求9的方法，其中，所述確定步驟獲得其中對于每個測量點所述接收波的波形不連續改變的次數，并且將獲得的次數小于預定第二閾值的測量點確定為所述正確測量點。
11.根據權利要求9的方法，其中，所述確定步驟獲得每個測量點的當前流速，獲得直至最后一次獲得的流速的平均值，獲得所述獲得的當前流速與所述平均值之間的差值，確定所述差值是否小于預定第三閾值，并且將具有小于所述預定第三閾值的所述差值的測量點定義為所述正確測量點。
12.根據權利要求9的方法，其中，所述確定步驟基于所述接收波對每個測量點獲得多普勒頻移，獲得直至最后一次獲得的多普勒頻移的平均值，獲得所述獲得的多普勒頻移與所述平均值之間的差值，并且將具有小于預定第四閾值的所述差值的測量點定義為所述正確測量點。
13.一種選擇測量方法的方法，其中選擇兩種測量方法之一用于能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計，所述方法包括下列步驟確定當前測量方法的確定步驟；確定接收波可靠性的確定步驟；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法，以及當確定所述接收波可靠性不夠時，獲得一個值作為在所述脈沖多普勒方法和所述通過時間方法的每一個中接收波可靠性的指標，比較作為所述兩種測量方法的指標的所述值，以及選擇具有更大值作為所述指標的測量方法的選擇步驟。
14.根據權利要求13的方法，其中，在所述通過時間方法中作為接收波可靠性指標的值為發送波幅度與接收波的最大幅度之間的比值以及發送波與接收波的頻率功率之間的比值之間的加權和相加值。
15.根據權利要求13的方法，其中，在所述脈沖多普勒方法中作為接收波可靠性指標的值為接收波幅度與預定幅值之間的比值以及多普勒頻率的功率譜與預定功率值之間的比值的加權和相加值。
16.根據權利要求13的方法，其中，所述方法選擇步驟進一步包括確定作為比較結果具有更大值的所述指標值是否大于預定值的步驟；以及當所述值小于所述預定值時輸出有關異常信息的步驟。
17.一種能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計，包括確定當前測量方法的確定單元；確定接收波可靠性的確定單元；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法的選擇單元。
18.一種能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用時間方法進行流量測量的超聲波流量計，包括確定當前測量方法的確定單元；確定接收波可靠性的確定單元；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法，以及當確定所述接收波可靠性不夠時，獲得在所述脈沖多普勒方法和所述通過時間方法的每一個中作為接收波可靠性指標的值，比較作為所述兩種測量方法的所述指標的值，并選擇具有作為所述指標的更大值的測量方法的選擇單元。
19.一種計算機可讀記錄介質，存儲用于指示超聲波流量計的計算機實現如下功能的程序，所述超聲波流量計能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量確定當前測量方法的功能；確定接收波可靠性的功能；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法的選擇功能。
20.一種計算機可讀記錄介質，存儲用于指示能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計的計算機實現如下功能的程序確定當前測量方法的功能；確定接收波可靠性的功能；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法，以及當確定所述接收波可靠性不夠時，獲得在所述脈沖多普勒方法和所述通過時間方法的每一個中作為接收波可靠性指標的值，比較作為所述兩種測量方法的所述指標的值，并選擇具有作為所述指標的更大值的測量方法的選擇功能。
21.一種用于指示能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計的計算機實現如下功能的程序確定當前測量方法的功能；確定接收波可靠性的功能；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法的選擇功能。
22.一種用于指示能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計的計算機實現如下功能的程序確定當前測量方法的功能；確定接收波可靠性的功能；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法，以及當確定所述接收波可靠性不夠時，獲得所述脈沖多普勒方法和所述通過時間方法的每一個中作為接收波可靠性指標的值，比較作為所述兩種測量方法的所述指標的值，并選擇具有作為所述指標的更大值的測量方法的選擇功能。
23.一種與能夠使用脈沖多普勒方法進行流量測量和使用通過時間方法進行流量測量的超聲波流量計一起使用的電子設備，包括確定當前測量方法的確定單元；確定接收波可靠性的確定單元；以及當確定所述接收波可靠性不夠時，選擇不同于所述當前測量方法的測量方法的選擇單元。
全文摘要
檢查來自傳感器的接收波的可靠性，并且當確定該可靠性不夠時，選擇不同于當前方法的方法。通過計算用作接收波的可靠性指標的值并檢查該值是否小于預定設定值，來判斷可靠性。當該值小于設定值時，可靠性被判斷為不夠。用作接收波可靠性指標的值可以是接收波的幅度、接收波幅度與預定的可測幅值的比值、功率譜與預定功率值的比值、發送波幅度與接收波最大幅度的比值、包含在接收波中并且通過接收波的傅立葉變換得到的發送頻率的功率譜與預定功率值的比值等等。
文檔編號G01F7/00GK1922468SQ20058000588
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月25日 優先權日2004年2月27日
發明者大室善則, 矢尾博信, 山本俊廣 申請人:富士電機系統株式會社