d_动态周 期补偿采用与所述Tup动态周期补偿相同的方式进行补偿。
[0052] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0053] 1.本发明发现了因水击效应或者残存气泡引起超声波信号幅值变化导致传播时 间测量出现偏差，进而引入了测量时间动态周期补偿消除该偏差，使得传播时间数据平滑， 极大提高了超声波流量计的应用能力；
[0054] 2.本发明进一步引入温度补偿流体密度，针对推进剂不能直接测量温度的情况， 仿真优化了测温位置，实现对推进剂温度实时测量并补偿流体密度P，提高了流量测量的 精度；
[0055] 3.本发明进一步指出线路盒内温度生变化导致超声波逆流传播时间与超声波顺 流传播时间的时间差T dciwn-Tup变化，从而引起测量零点基准的变化，通过对时间差T d_-Tup 进行温度补偿，进而消除因温度变化导致时间差基准偏移，实现了零点的稳定性。
[0056] 4.本发明通过引入的多测量段标定拟合，并通过研究选取一个精细的、适当的间 隔换算成标定系数查找表，以在计算时动态查找对应标定系数，避免了采用固定标定系数 带来的流量计算偏差，进一步提高了流量测量的精度。
【附图说明】
[0057] 图1为超声波信号检测原理图；
[0058] 图2 (a)为本发明超声波正常情况下多停止计时使能脉冲原理图；
[0059] 图2 (b)为本发明超声波幅值变化情况下多停止计时使能脉冲原理图；
[0060] 图3为本发明超声波流量计多级动态补偿流程图。
【具体实施方式】
[0061] 下面就结合附图对本发明做进一步介绍。
[0062] 测量时间动态周期补偿
[0063] 超声波流量计测量超声波传播时间是通过检测接收信号中预触发阈值后过零点 来作为停止计时使能信号的，如图1所示。但管路中流体流动时流场比较复杂，瞬间开关阀 门带来的水击效应或者管路中残存的气泡会使得超声波出现幅值变化，进而造成检测的停 止计时使能信号超前或者延后。图1中虚线部分示意了超声波幅值变小后停止使能信号延 后的情况，而此延后会使得测得的T up和T d_出现很大的偏差。本发明发现超声波信号传播 过程中的波动带来测量时间的大幅变化，进而提出对测量时间引入动态补偿，从而提高超 声波流量计计算得到流量值的测量的精度。
[0064] 本发明设计基于检测多个停止计时使能来对Tup和T d_进行动态补偿。以顺流传 播时间测试为例，将信号检测原理更改为检测接收信号中超过一预触发阈值后连续三个过 零点脉冲上升沿作为停止计时使能信号，测得时间依次分别记为4、6和〇,，如图2(a) 和图2(b)所示。记前一次测量的顺流传播时间Tuppra，tup为超声波顺流传播时间变化量的 阈值，取值为流量计最大流速时超声波顺流传播时间变化量的1. 5倍，所述时间变化量是 指最大流速时超声波顺流传播时间相对于流体静止时超声传播时间而言的变化量。本次测 量超声波顺流传播时间记作Tup，Tup的初始值取ζ，然后进行判断：
[0065] 如果Tup大于T uppra_tup且小于T uppra+tup，则将本次测量超声波顺流传播时间Tup的 取值直接确定为
[0066] 否则进行Tup动态周期补偿，包括：
[0067] 如果Tup小于T uppra_tup，则计算第η次迭代的传播时间TupW，
[0068] 如果Tup大于T uppra+tup，则计算第η次迭代的传播时间TupW，
[0069] 其中η表示迭代次数，为1，2, 3··· · ·，当第η次迭代所得Tup(n)满足大于T u_e-tup 且小于Tuppra+tuj^条件时，停止迭代并将本次测量超声波顺流传播时间Tup的取值确定为该 Tupw，当第η次迭代所得Tupw不满足大于T uppra-tup且小于T uppra+tu|^条件时，则令η增加 1，重新计算Tupw。
[0070] 逆流传播时间补偿方法与顺流传播时间补偿方法相同：
[0071] 逆流传播时间测试时，将信号检测原理更改为检测接收信号中超过一预触发阈值 后连续三个过零点脉冲上升沿作为停止计时使能信号，测得时间依次分别记为τ1 Β、 和巧_，记前一次测量的逆流传播时间Td_pra，td_为超声波逆流传播时间变化量的阈值， 取值为流量计最大流速时超声波逆流传播时间变化量的1. 5倍，所述时间变化量是指最大 流速时超声波逆流传播时间相对于流体静止时超声传播时间而言的变化量。本次测量超声 波逆流传播时间记作Td_，Td_的初始值取，然后进行判断：
[0072] 如果Td_大于T d_pra-td_且小于T d__+td_，则将本次测量超声波逆流传播时间 Td_的取值直接确定为Il,,;
[0073] 否则进行Td_动态周期补偿：
[0074] 如果U、于T ，则计算第η次迭代的传播时间T d_(n)，
[0075] 如果Td_大于T d__+td_，则计算第η次迭代的传播时间Td_w， L0076J 其中η
表不迭代次数，为1，2, 3···..，当第η次迭代所得Td_(n)满足大于 Tfiowipre t且小-丁· T dmm_+td_的条件时，停止迭代并将本次测量超声波逆流传播时间T d_ 的取值确定为该Td_ w，当第η次迭代所得Td_w不满足大于T downpre ^down-S*^''^^ ^ downpre~^^down 的条件时，则令η增加 I，重新计算Td_ w。
[0077] 除传播时间外，超声波流量计需引入液体密度P和标定系数（包含流体力学修正 和误差标定）k计算质量流量。在通常工业用超声波流量计测量时，P和k一般为固定值， 然而本发明指出对于航天高精度应用要求，需对P和k进行精确取值，以保证流量测量的 高精度。液体密度P是随温度变化的；随着流量变化，标定系数k也有所不同，本发明提出 对液体密度P进行补偿的方案和建立标定系数查找表以在计算时动态查找对应标定系数 的方案，以进一步提高流量测量的精度。
[0078] 另外，本发明进一步指出处理线路盒内存在电源芯片及其他发热量大的芯片，流 量计工作时线路盒内温度会发生变化，从而引起激励和接收线路元器件性能发生差异会导 致超声波顺流传播时间T up和超声波逆流传播时间T d_变化不同步，从而导致超声波逆流 传播时间与超声波顺流传播时间的时间差Tdciwn-T up有细微的变化，从而引起测量零点基准 的变化，因而本发明进一步提出对逆流超声传播时间Td_顺流超声传播时间T up的时间差 进行修正，以一步提高流量测量的精度。
[0079] 流体密度温度补偿
[0080] 流体的密度与流体内部温度相关，不同的流体密度与流体内部温度之间具有不同 的关系，应用中通常通过直接测量流体内部温度，通过该流体密度与内部温度之间的关系 式进而获取该流体密度。而航天器推进剂具有强腐蚀性，不能直接使用接触式测量液体温 度，而非接触测量获得的温度值存在一定的误差。对此，提出通过对超声波流量计测量管路 液体进行温度场仿真，确定测温热敏电阻安装的位置，包括：
[0081] (1)建立超声波流量计的ProE三维几何模型，并对模型进行结构化网格的划分；
[0082] (2)建立超声波流量计的物理模型。给定速度入口及自由出流边界条件，设置壁面 及内部流体的初始温度条件及各物性参数值；
[0083] (3)使用Fluent软件对所建立的模型进行流动及传热情况的仿真模拟，监视流量 计内部的流体温度和壁面温度的变化过程；
[0084] (4)将壁面温度响应度最高的点作为测温热敏电阻安装位置。
[0085] 进而测得温度T1，再经测量标定和仿真拟合获得所测温度T1与流体内部温度之间 的修正系数Τ'，利用该修正系数对所测温度1\进行修正（如T dT'）后，代入对应的该流体 密度与温度关系式，得到通过所测温度值T1对流体密度进行的修正补偿得到补偿后的流体 密度P (T1)。
[0086] 以四氧化二氮作为测量液体为例，则其密度修正补偿P
[0087] P (T1)四氧化二氮=2174. 4-2. 489 X (?\+Τ 四氧化二氮）