本申請公開了一種渡越式超聲波風傳感方法及裝置，解決現有技術中渡越式超聲波風傳感器測試結果受到大風導致的滑周影響的問題。所述方法，包含步驟：設定恒參信道下渡越時間內一個脈沖串的脈沖數。在恒參信道下，對接收的脈沖串進行脈沖檢測，按脈沖串順序對脈沖幅度進行一次對比。對一次對比結果進行二次對比。選取脈沖串中連續的n個二次對比結果分別作為特征值1～n。在大風信道下，脈沖發送時開始計時，相鄰脈沖幅度的二次對比結果分別達到特征值1～n停止計時，計算出渡越時間。本申請有效避免了大風所導致的滑周對風速與風向測量的影響，提高了渡越式超聲波風傳感器的測量精度。度。度。
【技術實現步驟摘要】
一種渡越式超聲波風傳感方法及裝置
[0001]本申請涉及傳感器
，尤其涉及一種渡越式超聲波風傳感方法及裝置。
技術介紹
[0002]常用的超聲波風傳感器分為兩種，一類是渡越式，另一類是共振腔方式。
[0003]渡越式超聲波風速風向傳感器通常有四顆超聲波換能器，也有三顆的情況，兩者在算法上有些差異，但在各方向渡越時間測量上面是一致的。
[0004]比如，以四顆換能器直接對射式為例，四顆換能器，分別對應東西南北四個方向，在測量時，分別測量北到南的渡越時間，再測南到北的渡越時間，傳輸距離由結構確定下來，北到南的分量風速是傳感器需要測的最終值，分量風速的精度取決于渡越時間的測量精度。
[0005]測量渡越時間的方法就是發射方發射一組標準脈沖串，同時記下時間，接收方收到脈沖串后，停止計時，這樣就得到了渡越時間，
[0006]測量渡越時間存在的技術難度主要在于溫度、大風、淋雨等因素對渡越時間的精確測量的影響導致難以確定收到的脈沖串與發射的脈沖串的對應關系。因為收到的信號器波形不是標準脈沖，而是一個包絡信號。
[0007]包絡信號的形狀取決于收發換能器的參數、激勵脈沖串頻率、脈沖串個數和環境溫度等因素。換能器相當于一個高Q值窄帶濾波電路，在收到脈沖串激勵時，其各脈沖的響應相互疊加，形成了包絡信號。
[0008]現有技術中通過接收定時在接收脈沖串后停止計時。接收定時通常是計算相鄰脈沖幅度比值，當比值與預設的特征值接近時停止計時。
[0009]當收到的包絡信號受到溫度、大風、淋雨等因素影響時，形狀會發生改變，導致計時很可能多或少一個周期或幾個周期，出現較大誤差，這種問題被稱為滑周。
[0010]受大風影響時，超聲波信道不是恒參信道，信號包絡被調制了，渡越時間是隨機的，頂風時信道質量最差，風速越大信道質量越差。
[0011]考慮大風時信道的上面這些特點，和測量渡越時間的方法，可以認識到大風時接收到的脈沖脈絡也是被調制了，即前后脈沖幅度比值發生了變化，這樣再與預存的特征值對比，就會發生滑周問題。因調制是隨機的，所以大風造成的滑周也是隨機的，風速越大，信號被調制的越嚴重，發生隨機滑周的概率也會越大。
[0012]目前現有技術的超聲波風速風向傳感器都存在大風滑周問題，他們認為滑周有正負，后面系統在接收到瞬時測量值后，根據實際應用，可以設計一個濾波器，對測到的值做一個平均，即可解決滑周問題。雖然這樣在一定程度上解決了滑周問題，但是超聲波風速風向傳感器作為一個獨立設備給出的瞬時測量值，在大風隨機滑周時有著較大的測量誤差。
[0013]因此需要一種可以有效解決大風對包絡信號影響導致的滑周的方案。
技術實現思路
[0014]本申請提出一種渡越式超聲波風傳感方法及裝置，解決了現有技術中渡越式超聲波風傳感器測試結果受到大風導致的滑周影響的問題。
[0015]本申請實施例提供一種渡越式超聲波風傳感方法，包含步驟：
[0016]設定恒參信道下渡越時間內一個脈沖串的脈沖數。
[0017]在恒參信道下，對接收的脈沖串進行脈沖檢測，按脈沖串順序對脈沖幅度進行一次對比。
[0018]對一次對比結果進行二次對比。
[0019]選取脈沖串中至少一個二次對比結果分別作為特征值。
[0020]在大風信道下，脈沖發送時開始計時，接收到的脈沖串中相鄰脈沖幅度的二次對比結果與特征值的差小于設定誤差時停止計時，得到記錄時間。
[0021]根據特征值在脈沖串中的位置用記錄時間計算出渡越時間。
[0022]優選地，所述一次對比為：計算出脈沖幅度的對數并按脈沖串順序對脈沖幅度的對數求一階差分。所述二次對比為：對一階差分結果再做一次差分運算。
[0023]優選地，所述一次對比為：計算出相鄰脈沖幅度的比值并對脈沖幅度的比值求對數。所述二次對比為：對所述對數計算差分，得到差分結果。
[0024]優選地，大風信道下，n個相鄰脈沖二次對比結果分別與n個特征值的差小于設定誤差時停止計時，n>1。
[0025]優選地，大風信道下，k個脈沖二次對比結果與n個特征值中的k個的差小于設定誤差時停止計時，k＜n。
[0026]進一步地，渡越時間為txx＝t
?
D*X*T；
[0027]其中xx代表測量方向，t為計錄時間，D為占空比，X為停止記錄時的脈沖周期數，T為脈沖串重復周期。
[0028]本申請實施例還提供一種渡越式超聲風傳感裝置，用于實現本申請任一實施例所述方法，包含脈沖檢測單元、一次對比單元、二次對比單元和計時單元。所述脈沖檢測單元，用于檢測接收的脈沖串。所述一次對比單元，用于對比接收的脈沖串。所述二次對比單元，用于接收一次對比的結果并再次對比。所述計時單元，用于接收二次對比結果并與預存的特征值對比，若差分結果達到特征值，則記錄差分結果達到特征值的時間。
[0029]進一步地，所述的一種渡越式超聲風傳感裝置還包含超聲波發射模塊、超聲波接收模塊、調制解調模塊和時間對比模塊。所述調制解調模塊，用于實現電功率和超聲波的相互轉化。所述超聲波發射模塊，發射調制解調模塊轉化的超聲波。所述超聲波接收模塊，接收超聲波發射模塊發射的超聲波并發送至調制解調模塊。所述時間對比模塊，獲得記錄時間，并根據特征值在脈沖串中的位置計算出渡越時間。
[0030]本申請實施例還提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現本申請任一實施例所述的方法。
[0031]本申請實施例還提供一種電子設備，包括存儲器，處理器及存儲在存儲器上并可在處理器運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現本申請任一實施例所述的方法。
[0032]本申請實施例采用的至少一個技術方案能夠達到以下有益效果：
[0033]本申請有效避免了大風所導致的滑周對風速與風向測量的影響，提高了渡越式超聲波風傳感器的測量精度。
附圖說明
[0034]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0035]圖1為現有技術脈沖串幅值關系圖；
[0036]圖2為本申請實施例一種渡越式超聲波風傳感方法流程圖；
[0037]圖3為本申請實施例一種渡越式超聲波風傳感裝置的計算模塊示意圖；
[0038]圖4為本申請定時邏輯圖；
[0039]圖5為本申請實施例一種渡越式超聲波風傳感裝置結構圖；
[0040]圖6為本申請實施例另一種渡越式超聲波風傳感裝置結構圖。
具體實施方式
[0041]為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，包含步驟：設定恒參信道下渡越時間內一個脈沖串的脈沖數；在恒參信道下，對接收的脈沖串進行脈沖檢測，按脈沖順序對相鄰的脈沖幅度進行一次對比；對一次對比結果進行二次對比；選取脈沖串中至少一個二次對比結果分別作為特征值；在大風信道下，脈沖發送時開始計時，接收到的脈沖串中相鄰脈沖幅度的二次對比結果與特征值的差小于設定誤差時停止計時，得到記錄時間；根據特征值在脈沖串中的位置用記錄時間計算出渡越時間。2.根據權利要求1所述渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，所述一次對比為：計算出脈沖幅度的對數并按脈沖串順序對脈沖幅度的對數求一階差分；所述二次對比為：對一階差分結果再做一次差分運算。3.根據權利要求1所述渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，所述一次對比為：計算出相鄰脈沖幅度的比值并對脈沖幅度的比值求對數；所述二次對比為：對所述對數計算差分，得到差分結果。4.根據權利要求1所述渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，大風信道下，n個相鄰脈沖二次對比結果分別與n個特征值的差小于設定誤差時停止計時，n>1。5.根據權利要求1所述渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，大風信道下，k個脈沖二次對比結果與n個特征值中的k個的差小于設定誤差時停止計時，k＜n。6.根據權利要求1所述渡越式超聲波風傳感方法，其特征在于，渡越時間為txx＝t
?
D*X*T；其中xx代表...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王險峰，崔磊，邱香，
申請(專利權)人：蘇州斯威高科信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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