一種基于濾波算法的超聲波熱量表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于濾波算法的超聲波熱量表，包括熱量表管道、設(shè)置在熱量表管道上的上游換能器(2)、下游換能器(4)、與下游換能器(4)連接的用于濾除噪聲波形的微處理器(6)，所述的微處理器(6)包括脈沖采樣單元、濾波單元和熱量積算單元，上游換能器(2)發(fā)射脈沖信號在熱量表管道中傳播并被下游換能器(4)接收，脈沖采樣單元對下游換能器(4)接收的信號進(jìn)行脈沖采樣，采樣時(shí)長內(nèi)得到多個(gè)波峰，濾波單元根據(jù)采樣時(shí)長內(nèi)的多個(gè)波峰，判定最大波波峰并將最大波峰對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)傳遞給熱量積算單元進(jìn)行熱量計(jì)算，得到熱量值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能濾除受雜質(zhì)影響的超聲波信號，提取最大波峰，提高計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度。
【專利說明】
一種基于濾波算法的超聲波熱量表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱量表，尤其是涉及一種基于濾波算法的超聲波熱量表。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國科技的進(jìn)步與生活水平的提高，超聲波熱量表已大量應(yīng)用到供暖領(lǐng)域。超聲波熱量表通過超聲波測量流量，它通過分別設(shè)置在進(jìn)水管段和出水管段上的傳感器測得進(jìn)口和出口的溫度，并通過上游換能器和下游換能器分別發(fā)射和接收超聲波測得熱載體的流量，再通過熱量積算得到熱量值。
[0003]根據(jù)我國國情，供熱水質(zhì)依然存在一些問題，如實(shí)際應(yīng)用水中普遍存在雜質(zhì)。由于水中的雜質(zhì)會偏移超聲波的入射角，所以需要額外的方法保證測量電路能接收到足夠幅度的電信號，否則就會影響換能器接收聲波的準(zhǔn)確性，最終影響超聲波熱量表的準(zhǔn)確計(jì)量。
[0004]申請?zhí)枮?01310592842.6的中國專利公開了一種可以檢測重金屬含量和過濾雜質(zhì)的超聲波熱量表，該熱量表包括表體、銅管、銅管上的換能器和該銅管兩端的進(jìn)水口和出水口，表體和換能器之間，靠近出水口的銅管上設(shè)置有一重金屬檢測儀的放置腔，該放置腔與銅管之間通過焊接固定連接，所述進(jìn)水口的管口設(shè)置有耐高溫過濾網(wǎng)，銅管內(nèi)的過濾網(wǎng)可以擋掉一部分雜質(zhì)，且同時(shí)不會對水流速度造成大的影響，保證超聲波熱量表的正常使用。然而不能保證超聲波熱量表的準(zhǔn)確計(jì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性高的基于濾波算法的超聲波熱量表。
[0006]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種基于濾波算法的超聲波熱量表，包括熱量表管道、設(shè)置在熱量表管道上的上游換能器和下游換能器，其特征在于，所述的超聲波熱量表還包括與下游換能器連接的用于濾除噪聲波形的微處理器，所述的微處理器包括脈沖采樣單元、濾波單元和熱量積算單
J L ο
[0008]所述的熱量表管道包括依次連接的進(jìn)水管段、測量管段和出水管段，所述的上游換能器和下游換能器均設(shè)置在測量管段上。
[0009]所述的超聲波熱量表還包括與測量管段連接的殼體，所述的上游換能器和下游換能器設(shè)置在測量管段的一側(cè)，并與殼體呈相對設(shè)置。
[0010]所述的微處理器通過上游換能器引線與上游換能器連接，并通過下游換能器引線與下游換能器連接。
[0011]所述的超聲波熱量表還包括與微處理器連接的進(jìn)水溫度傳感器和出水溫度傳感器。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型超聲波熱量表的微處理器包括脈沖采樣單元、濾波單元和熱量積算單元，通過對接收到的超聲波波形進(jìn)行采樣和濾波，得到準(zhǔn)確的超聲波波峰，摒棄了行業(yè)內(nèi)常用的首波測量，消除了流體中雜質(zhì)造成的計(jì)量偏差，從而保證了測量的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型超聲波熱量表管道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型超聲波熱量表中微處理器處理信號流程圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型超聲波熱量表的應(yīng)用不意圖；
[0016]附圖標(biāo)記:I為進(jìn)水管段;2為上游換能器;3為測量管段;4為下游換能器;5為殼體；6為微處理器;7為出水管段;8為下游換能器引線;9上游換能器引線；10為熱量使用端；11為熱量表管道；12為進(jìn)水溫度傳感器；13為出水溫度傳感器；14為進(jìn)水溫度傳感器引線；15為出水溫度傳感器引線；16為熱源。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例
[0019]一種基于濾波算法的超聲波熱量表，包括熱量表管道11，熱量表管道11包括依次連接的進(jìn)水管段1、測量管段3和出水管段7。如圖1所示，測量管段3上設(shè)有上游換能器2、下游換能器4和殼體5，上游換能器2和下游換能器4設(shè)置在測量管段3的一側(cè)，殼體5通過螺紋連接件固定在測量管段3的另一側(cè)，并與上游換能器2和下游換能器4呈相對設(shè)置。
[0020]超聲波熱量表還包括與下游換能器4連接的用于濾除噪聲波形的微處理器6，微處理器6通過上游換能器引線9與上游換能器2連接，并通過下游換能器引線8與下游換能器4連接，微處理器6包括脈沖采樣單元、濾波單元和熱量積算單元。各單元均可采用帶有相應(yīng)功能的芯片或集成電路實(shí)現(xiàn)。
[0021]上游換能器2于某個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)射的超聲波脈沖僅有一個(gè)波峰，當(dāng)超聲波遇到流體中的雜質(zhì)時(shí)，入射角就會發(fā)生偏移，當(dāng)超聲波被下游換能器4接收到時(shí)，其超聲波的波幅和波峰就會與原有形狀存在差異，發(fā)射波波峰形狀發(fā)生變化。與發(fā)射波波峰所在的發(fā)射波對應(yīng)的采樣數(shù)內(nèi)，脈沖采樣單元檢測到多個(gè)波峰，濾波單元通過比較波峰幅度值，選擇幅值最大的波峰，得到該采樣數(shù)內(nèi)的接收波最大波峰以及對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)并傳遞給熱量積算單元。
[0022]如圖2所示，上游換能器2發(fā)出脈沖信號，脈沖信號穿過熱量表管道11中的流體并被殼體5反射后，被下游換能器4接收，脈沖采樣單元對下游換能器4接收的信號進(jìn)行脈沖采樣，采樣時(shí)長內(nèi)得到的多個(gè)波峰，濾波單元根據(jù)采樣時(shí)長內(nèi)的多個(gè)波峰，判定最大波波峰及最大波峰對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)并傳遞給熱量積算單元進(jìn)行熱量計(jì)算，得到熱量值。
[0023]如圖3所不，熱量表管道11設(shè)置在熱源16與熱量使用端10之間。超聲波熱量表還包括分別通過進(jìn)水溫度傳感器引線14和出水溫度傳感器引線15與微處理器6連接的進(jìn)水溫度傳感器12和出水溫度傳感器13，獲取熱量使用端10兩端流體的溫度并傳遞給熱量積算單元，用于計(jì)算熱量使用端10消耗的熱量。
[0024]本實(shí)用新型摒棄了行業(yè)內(nèi)常用的首波測量，首波測量即判定接收到的第一個(gè)波峰為發(fā)射波波峰的方法，而第一個(gè)波峰有可能為受干擾影響產(chǎn)生的波峰，并非與發(fā)射波對應(yīng)，從而該方法具有誤差。本實(shí)用新型以最大波波峰判定為發(fā)射波對應(yīng)的波峰，從而保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并最終提高超聲波熱量表計(jì)量精確性。
[0025]本實(shí)用新型并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于濾波算法的超聲波熱量表，包括熱量表管道、設(shè)置在熱量表管道上的上游換能器(2)和下游換能器(4)，其特征在于，所述的超聲波熱量表還包括與下游換能器(4)連接的用于濾除噪聲波形的微處理器(6)，所述的微處理器(6)包括脈沖采樣單元、濾波單元和熱量積算單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于濾波算法的超聲波熱量表，其特征在于，所述的熱量表管道包括依次連接的進(jìn)水管段(I)、測量管段(3)和出水管段(7)，所述的上游換能器(2)和下游換能器(4)均設(shè)置在測量管段(3)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于濾波算法的超聲波熱量表，其特征在于，所述的超聲波熱量表還包括與測量管段(3)連接的殼體(5)，所述的上游換能器(2)和下游換能器(4)設(shè)置在測量管段(3)的一側(cè)，并與殼體(5)呈相對設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于濾波算法的超聲波熱量表，其特征在于，所述的微處理器(6)通過上游換能器引線(9)與上游換能器(2)連接，并通過下游換能器引線(8)與下游換能器(4)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于濾波算法的超聲波熱量表，其特征在于，所述的超聲波熱量表還包括與微處理器(6)連接的進(jìn)水溫度傳感器(12)和出水溫度傳感器(13)。
【文檔編號】G01K17/10GK205562078SQ201620085752
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】朱啟龍, 湯雪飛
【申請人】蘇州瑞尚節(jié)能科技有限公司