超声波燃料流量测量系统和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年4月30日提交的美国临时申请号63/182,382的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开大体上涉及燃料流量测量系统及其方法，并且更具体地，涉及具有超声波燃料流量传感器的燃料流量测量系统及其调谐方法。
背景技术：4.燃料流量测量系统对许多工业至关重要，包括汽车、石油和天然气、电力和航空工业。这样的系统很重要，因为它们可以确定有多少燃料被引导到运载器或机械件，或被运载器或机械件消耗，或者替代地，可以确定有多少燃料正在通过管道或导管。在许多大质量流量应用中，即使燃料流量测量中的微小的不准确度也会导致收入损失。
5.超声波燃料流量传感器可用于进行燃料流量测量，并且由于它们的准确度和非侵入式布置而具有广泛的适用性。超声波燃料流量传感器可以包括布置成发射超声波信号的一个或多个换能器。传统上，这种换能器的激励频率很少被调谐并且基于相位优化技术。用于调谐这种换能器的激励频率以提高燃料流量传感器的整体准确度和一致性的改进技术将是本领域的受欢迎的补充。
技术实现要素：6.本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践而获知。
7.在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种系统。该系统包括具有第一换能器和第二换能器的超声波流量传感器。第一换能器以不同的频率被激励，并且在第一换能器处测量电压、电流以及它们之间的相位差。基于这些读数来生成数据点，并且模型被拟合到数据点。通过将模型拟合到数据点，可以确定与第一换能器相关联的峰值谐振频率。峰值谐振频率的预定范围内的频率被认为是与第一换能器相关联的复阻抗谱。至少部分地基于与第一换能器相关联的复阻抗谱来设置被引导到第二换能器的激励信号的一个或多个特征。以这种方式，由第二换能器发射并由第一换能器接收的超声波信号的信噪比被最大化或接近最大化。
8.参考以下描述和所附权利要求，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
附图说明
9.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且有效
的公开，包括其最佳模式，其中：
10.图1是配置用于飞行器发动机的示例燃料流量测量系统的框图；
11.图2是图1的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图；
12.图3是图1的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图，并描绘了一次一个地以多个不同频率激励的第一换能器和第二换能器；
13.图4a、4b、4c分别描绘了用于激励如图3所示的第一换能器的第一激励信号、第二激励信号和第三激励信号；
14.图5是描绘了可以设置或更新被引导到第二换能器的激励信号的示例方式的流程图；
15.图6是描绘了与绘制在复阻抗对比激励频率图表上的第一数据集相关联的数据点的图表，并且还显示了拟合到数据点的模型；
16.图7是描绘了与绘制在复阻抗对比激励频率图表上的随后的第一数据集相关联的数据点的图表，并且还示出了拟合到与随后的第一数据集相关联的数据点的模型；
17.图8是描绘了可以设置或更新被引导到第一换能器的激励信号的示例方式的流程图；
18.图9是描绘了与绘制在复阻抗与激励频率图表上的第二数据集相关联的数据点的图表，并且还示出了拟合到数据点的模型；
19.图10是描绘了与绘制在复阻抗对比激励频率图表上的随后的第二数据集相关联的数据点的图表，并且还显示了拟合到与随后的第二数据集相关联的数据点的模型；
20.图11是描绘了模型可以基于流过导管的燃料的变化状况而偏移或拟合的示例方式的图表；
21.图12是图1的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图，并描绘了同时以多个不同频率激励的第一换能器和同时以多个不同频率激励的第二换能器；
22.图13描绘了组合三个激励信号的特征的示例激励信号；
23.图14是包括两对换能器的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图；
24.图15是包括两对换能器的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图，其中一个换能器是偏离的；
25.图16是根据本公开的示例方面的调谐超声波燃料流量传感器的一个或多个换能器的方法的流程图；
26.图17a、17b、17c、17d提供了燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图，并描绘了由根据本公开的示例方面的燃料超声波燃料流量传感器的第一换能器发射的超声波信号的序列；
27.图18a、18b、18c、18d提供了图17a、17b、17c、17d的超声波燃料流量传感器的示意图，并描绘了由燃料超声波燃料流量传感器的第二换能器发射的超声波信号的序列；
28.图19描绘了拟合到绘制在振幅对比距离图表上的第一数据点的衰减模型；
29.图20描绘了拟合到绘制在振幅对比距离图表上的第一数据点和第二数据点的衰减模型；
30.图21描绘了显示与多个基线函数相比的合成函数的图表；
31.图22示意性地描绘了基于多个合成函数生成的集合合成函数，每个合成函数对应
于不同的激励频率；
32.图23是根据本公开的示例方面的使用超声波燃料流量传感器的一个或多个换能器对流过导管的介质的介质类型进行分类的方法的流程图；
33.图24是根据本公开的示例方面的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器的示意图，该超声波燃料流量传感器可操作以检测流过导管的介质中的污染物；
34.图25是根据本公开的示例方面的使用超声波燃料流量传感器的一个或多个换能器确定流过导管的介质内是否存在污染物的方法的流程图；
35.图26是根据本公开的示例方面的超声波燃料流量传感器组件的示意图；
36.图27是描绘了可以确定一个或多个振幅响应传递函数的示例方式的流程图；
37.图28描绘了预限定的模型，该模型被拟合到绘制在振幅对比频率图表上的数据点，以确定振幅响应传递函数；
38.图29是根据本公开的示例方面的确定与燃料流量传感器组件相关联的振幅响应传递函数的方法的流程图；和
39.图30是根据本公开的示例方面的示例计算系统的框图。
具体实施方式
40.现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母指定来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。
41.本文使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为较佳于或优于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
42.如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
43.术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
44.术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。
45.术语“联接”、“固定”、“附接到”等指的是直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有说明。
46.单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。
47.在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修改任何可以允许变化而不导致其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％余量内。这些近似范围可能适用于单个值，限定数值范围的一个或两个端点，和/或端点之间的范围的余量。
48.在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这样的范围被
标识并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
49.此外，如本文所使用的，术语“实时”是指在控制器时间步长内执行以为每个控制器更新提供新输入(例如，测量或计算)。
50.本公开总体上涉及具有超声波燃料流量传感器的燃料流量测量系统。在一个示例方面，超声波燃料流量传感器具有至少两个换能器，包括第一换能器和与第一换能器间隔开的第二换能器。第一换能器布置成引导超声波信号通过流过导管的燃料至第二换能器。第二换能器布置成引导超声波信号通过流过导管的燃料至第一换能器。
51.值得注意的是，本公开的发明人已经发明了新颖且非显而易见的技术，用于使用与另一换能器相关联的信息来设置或更新用于激励燃料流量传感器的一个换能器的激励信号的一个或多个特征。特别地，发明人已经发明了用于至少部分地基于与第一换能器相关联的确定的复阻抗谱来设置或更新被引导至第二换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征的技术。在这方面，由第二换能器发射并由第一换能器接收的超声波信号的信噪比(snr)可以被最大化或几乎被最大化。
52.具体地，为了确定与第一换能器相关联的复阻抗谱，第一换能器以多个不同频率被激励。当以多个不同频率激励时，第一传感器处的电压和电流被感测和记录。电压和电流之间的相位差也被记录下来。至少部分地基于感测的数据生成数据点并且模型被拟合到数据点。将模型拟合到数据点允许确定最小阻抗，其对应于与第一换能器相关联的峰值谐振频率。可以至少部分地基于与第一换能器相关联的峰值谐振频率来确定复阻抗谱。所确定的复阻抗谱指示了激励第二换能器有利的激励频率的范围，以使由第二换能器发射并由第一换能器接收的超声波信号的snr最大化。
53.这样的技术还可以用于设置或更新被引导至第一换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征，从而使由第一换能器发射并由第二换能器接收的超声波信号的snr最大化。被引导至第一换能器和/或第二换能器的激励信号的特征可以实时或接近实时地被设置和/或更新。尽管燃料流过导管的状况发生变化，这也可以允许燃料流量传感器一致且准确地捕获读数。这种准确度和一致性可以导致准确的燃料速度读数，这可以导致准确的体积流率计算。准确的体积流率计算又可以导致准确的燃料质量流率预测。
54.现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，图1是根据本公开的至少一些方面的示例燃料流量测量系统100的框图。例如，燃料流量测量系统100可以被配置为测量流向飞行器发动机的燃料。燃料流量测量系统100包括一个或多个燃料流量传感器，包括超声波燃料流量传感器200。燃料流量测量系统100还包括电子箱110，其包括一个或多个处理器120和一个或多个存储器设备130，例如一个或多个非暂时性计算机可读介质。
55.一个或多个处理器120与燃料流量传感器200和数据库140通信联接。一个或多个处理器120可以接收和/或输出数据到燃料流量传感器200并且可以接收和/或输出数据到数据库140。数据库140可以存储各种类型的数据，包括但不限于与频率与振幅比率图、k因子、各种燃料的燃料密度曲线有关的信息，燃料包括但不限于jet-a、jp-4、jp-5、jp-8、氢气(气体或液体)、液化天然气(lng)、可持续航空燃料(如合成煤油燃料)等。数据库140还可以存储与燃料流量传感器200沿其定位的导管的几何形状(例如，导管的横截面面积)、燃料流
量传感器200的换能器之间的路径长度等有关的信息。应当理解，这种信息也可以存储在电子箱110的一个或多个存储器设备130上。在一些实施例中，可选地，燃料流量测量系统100可以包括用于感测流过导管的燃料的温度的燃料温度传感器180和/或用于感测流过导管的燃料的压力的燃料压力传感器190。来自这些传感器180、190的数据可以提供给电子箱110的部件。
56.通常，燃料流量测量系统100的一个或多个处理器120被配置为计算和输出流过导管(例如燃料管线)的燃料的质量流率150。例如，质量流率150可以通过数据总线输出到与燃气涡轮发动机170相关联的电子发动机控制器160，如图1所示。电子发动机控制器160可以利用质量流率150来控制燃气涡轮发动机170。
57.图2是图1的燃料流量测量系统100的超声波燃料流量传感器200的示意图。如图所示，超声波燃料流量传感器200包括第一换能器210和第二换能器220。第一换能器210和第二换能器220定位在布置成使燃料流过其中的导管202内。对于该实施例，第一换能器210定位于第二换能器220的上游。在这方面，流过导管202的燃料在图2中沿从左到右的方向流动，用箭头f表示。第一换能器210与第二换能器220间隔开。特别地，第一换能器210与第二换能器220间隔开长度l，该长度l是跨越第一换能器210和第二换能器220的面之间的距离。此外，对于该实施例，第一换能器210和第二换能器220在平行于流过导管202的流体的流动轴线的方向上彼此间隔开。第一换能器210和第二换能器220通常与流动轴线对齐。然而，在替代实施例中，第一换能器210和第二换能器220不需要与流动轴线对齐。例如，在一些实施例中，第一换能器210和第二换能器220可以偏离流动轴线，例如，使得第一换能器210和第二换能器220在相对于流动轴线的对角线上操作。
58.可以激励第一换能器210，以便引导超声波信号us1通过导管202。更具体地，一个或多个处理器120可以使第一信号生成器212生成一个或多个激励信号es1并使其脉冲化。第一信号生成器212可以包括用于生成一个或多个激励信号的任何合适种类的电子器件，包括开关、晶体管、栅极驱动器等。第一信号生成器212可以与合适的电源电联接。尽管第一信号生成器212被示为与电子箱110分离，但在替代实施例中，第一信号生成器212可以是电子箱110的部件。
59.由第一信号生成器212脉冲化的激励信号es1可以被驱动器214放大，驱动器214在图2中示意性地表示为放大器。驱动器214可以包括一个或多个放大器。放大的激励信号es1可以被引导到第一换能器210。激励信号es1可以激励第一换能器210的有源元件(例如，压电或铁电材料)，使得第一换能器210将激励信号es1中提供的电能量转换为超声波能量。以这种方式，激励信号es1使第一换能器210引导超声波信号us1通过流过导管202的燃料。对于该实施例，第一换能器210可以布置成将超声波信号us1向下游引导到第二换能器220。在其他实施例中，第一换能器210可以布置成将超声波信号us1引导到导管202内的其他物体处，例如在燃料中夹带的气泡。
60.类似地，第二换能器220可以被激励以引导超声波信号通过导管202。具体地，一个或多个处理器120可以使第二信号生成器222生成一个或多个激励信号es2并使其脉冲化。第二信号生成器222可以包括用于生成一个或多个激励信号的任何合适种类的电子器件，包括开关、晶体管、栅极驱动器等。第二信号生成器222可以与合适的电源电联接。尽管第二信号生成器222被示为与电子箱110分离，但在替代实施例中，第二信号生成器222可以是电
子箱110的部件。此外，在一些实施例中，第一信号生成器212和第二信号生成器222可以组合为单个单元。
61.脉冲化的激励信号es2可以被驱动器224放大，驱动器224在图2中示意性地表示为放大器。驱动器224可以包括一个或多个放大器。放大的激励信号es2可以被引导到第二换能器220。放大的激励信号es2可以激励第二换能器220的有源元件(例如，压电或铁电材料)，从而使第二换能器220将激励信号es2中提供的电能量转换为超声波能量。以这种方式，激励信号es2使第二换能器220引导超声波信号us2通过流过导管202的燃料。例如，第二换能器220可以布置成将超声波信号us2向上游引导到第一换能器210。在其他实施例中，第二换能器220可以布置成将超声波信号us2引导到导管202内的其他物体处。
62.流过导管202的燃料的体积流率可以由燃料流量传感器200按以下示例方式捕获。可以感测并记录第一换能器210发出的超声波信号us1从第一换能器210行进到第二换能器220所需的时间。也就是说，可以感测和记录超声波信号us1的飞行时间(tof)。同样地，可以感测和记录第二换能器220发出的超声波信号us2从第二换能器220行进到第一换能器210所需的时间。也就是说，可以感测和记录超声波信号us2的tof。一个或多个处理器120可以至少部分地基于所记录的超声波信号us1的tof和长度l来确定超声波信号us1的平均速度。类似地，一个或多个处理器120可以至少部分地基于所记录的超声波信号us2的tof和长度l来确定超声波信号us2的平均速度。通常，平均速度表示流过导管202的介质中的声速，在该示例中介质是燃料。
63.利用确定的平均速度，一个或多个处理器120可以计算超声波信号us1的平均速度和超声波信号us2的平均速度之间的差。如将理解的，所有其他变量保持不变，超声波信号us1的平均速度将快于超声波信号us2的平均速度，即，因为超声波信号us2向上游穿越燃料，而超声波信号us1向下游穿越燃料。超声波信号us1的平均速度和超声波信号us2的平均速度之间的差给出了流过导管202的燃料的燃料流速。
64.在其他实施例中，上游tof直接与下游tof比较以确定燃料流速，而不需要计算和比较平均tof或平均速度。
65.流过导管202的燃料的体积流率可以由一个或多个处理器120至少部分地基于所确定的燃料流速和导管202的横截面矢量面积来确定。导管202的横截面矢量面积可以是已知的。然后一个或多个处理器120可以确定流过导管202的燃料的质量流率。质量流率可以由一个或多个处理器120至少部分地基于确定的体积流率和一个或多个已知的燃料特性和燃料温度和/或压力来确定。如图1所示，质量流率150可以由一个或多个处理器120例如输出到与燃气涡轮发动机170相关联的电子发动机控制器160。
66.根据本公开的发明方面，可以实时设置和/或更新被引导到换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征，以使由与激励的换能器间隔开的换能器接收的超声波信号的信噪比(snr或s/n)最大化。特别地，如下文将更详细解释的，引导到第一换能器的一个或多个激励信号的激励频率、振幅和/或相位可以至少部分地基于从第一换能器接收超声波信号的第二换能器的复阻抗谱来实时地设置或更新。类似地，引导到第二换能器的一个或多个激励信号的激励频率、振幅和/或相位可以至少部分地基于从第二换能器接收超声波信号的第一换能器的复阻抗谱来实时地设置或更新。实时更新激励信号的激励频率、振幅和相位可以导致一致准确的读数(例如，与换能器发射的超声波信号相关联的tof读数)。因
此，这可以允许更准确的体积流率估计，进而允许更准确的燃料质量流率预测。
67.参考图1和2，在一个示例方面，可以实时设置和/或更新被引导到第一换能器210的激励信号es1的激励频率、振幅和相位，并且同样可以实时设置和/或更新被引导到第二换能器220的激励信号es2的激励频率、振幅和相位。换句话说，被引导到第一换能器210和第二换能器220的激励信号es1、es2可以被实时调谐以最大化超声波信号us1、us2的snr。激励信号es1和es2的一个或多个特征(例如，频率、振幅和/或相位)可以以下示例方式更新。
68.为了开始调谐或更新过程，一个或多个处理器120可以使第一换能器210一次一个地以多个频率被激励。例如，一个或多个处理器120可以使第一换能器210在第一时间以第一激励频率被激励，在第二时间以第二激励频率被激励，并且在第三时间以第三激励频率被激励，其中第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率彼此不同并且这些时间彼此不同。在其他实施例中，一个或多个处理器120可以使第一换能器210以少于三个激励频率(例如，两个激励频率)或多于三个激励频率(例如，五个激励频率)被激励。
69.作为示例，如图3所示，在第一时间，可以使第一信号生成器212生成和脉冲化具有第一激励频率、第一振幅和第一相位的第一激励信号es1-1。在第二时间，可以使第一信号生成器212生成和脉冲化具有第二激励频率、第二振幅和第二相位的第二激励信号es1-2。在第三时间，可以使第一信号生成器212生成和脉冲化具有第三激励频率、第三振幅和第三相位的第三激励信号es1-3。第二时间比第一时间晚，并且第三时间比第二时间晚。每个激励信号es1-1、es1-2、es1-3可以具有不同的振幅或相位，或者它们可以具有相同的振幅或相位。
70.图4a描绘了具有第一激励频率和第一振幅的第一激励信号es1-1，图4b描绘了具有第二激励频率和第二振幅的第二激励信号es1-2，并且图4c描绘了具有第三激励频率和第三振幅的第三激励信号es1-3。如图所示，第一激励信号es1-1、第二激励信号es1-2和第三激励信号es1-3的频率彼此不同。第一激励信号es1-1、第二激励信号es1-2和第三激励信号es1-3的振幅相同，但在其他实施例中，它们不必相同。此外，如所指出的，每个激励信号es1-1、es1-2、es1-3具有相位，该相位可以彼此相同或不同。
71.与第一换能器210一样，一个或多个处理器120可以使第二换能器220一次一个地以多个频率被激励。例如，一个或多个处理器120可以使第一换能器210在第一时间以第一激励频率被激励，在第二时间以第二激励频率被激励，并且在第三时间以第三激励频率被激励，其中第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率彼此不同并且这些时间彼此不同。在其他实施例中，一个或多个处理器120可以使第二换能器220以少于三个激励频率(例如，两个激励频率)或多于三个激励频率(例如，五个激励频率)被激励。
72.例如，如图3所示，在第一时间，可以使第二信号生成器222生成和脉冲化具有第一激励频率、第一振幅和第一相位的第一激励信号es2-1。在第二时间，可以使第二信号生成器222生成和脉冲化具有第二激励频率、第二振幅和第二相位的第二激励信号es2-2。在第三时间，可以使第二信号生成器222生成和脉冲化具有第三激励频率、第三振幅和第三相位的第三激励信号es2-3。第二时间比第一时间晚，并且第三时间比第二时间晚。如所述的，第一激励信号es2-1、第二激励信号es2-2和第三激励信号es2-3的频率彼此不同。第一激励信号es2-1、第二激励信号es2-2和第三激励信号es2-3的振幅可以彼此相同或不同。此外，第一激励信号es2-1、第二激励信号es2-2和第三激励信号es2-3的相位可以相同或不同。
73.在一些实施例中，第一换能器210可以一次以多个不同的频率或对于给定的激励脉冲被激励。例如，引导到第一换能器210的激励信号可以是传输多个激励信号的宽带信号，每个激励信号具有不同的频率。在这方面，激励信号可以包括连续的频率。在一些情况下，可以将宽带信号形式的激励信号划分为特定频率范围，使得第一换能器210可以在特定时间在特定频率范围或对于特定脉冲被激励。第二换能器220同样可以一次以多个不同的频率或对于给定的激励脉冲被激励。
74.当以多个不同的激励频率激励第一换能器210时，针对每个激励频率感测并记录第一换能器210处的电流、电压以及电流与电压之间的相位差。特别地，当第一换能器210以第一激励频率被激励时，感测第一换能器210处的电流、电压和相位差。当第一换能器210以第二激励频率被激励时，感测第一换能器210处的电流、电压和相位差。当第一换能器210以第三激励频率被激励时，再次感测第一换能器210处的电流、电压和相位差。与每个激励频率相关联的感测电流、电压和相位差可以被导通到电子箱110以例如由其一个或多个存储器设备130存储。
75.电流、电压以及电流与电压之间的相位差可以由第一传感器216感测。第一传感器216可以包括用于感测第一换能器210处的电流、电压和相位差的任何适合种类的部件或电路。虽然第一传感器216被定位在图3中的第一换能器210上(例如，安装到其上或在其内部)，但是第一传感器216可以定位在沿着电连接驱动器214和第一换能器210的第一总线218的任何位置。以此方式，第一传感器216可以感测第一换能器210处的电流、电压和相位差，而不管第一传感器216是否物理地定位在第一换能器210上。在一些替代实施例中，例如，第一传感器216可以沿着驱动器214下游的第一总线218定位在导管202外部。
76.类似地，当以多个不同的激励频率激励第二换能器220时，针对每个激励频率感测并记录第二换能器220处的电流、电压以及电流和电压之间的相位差。特别地，当第二换能器220以第一激励频率被激励时，感测第二换能器220处的电流、电压和相位差。当以第二激励频率激励第二换能器220时，感测第二换能器220处的电流、电压和相位差。当以第三激励频率激励第二换能器220时，再次感测第二换能器220处的电流、电压和相位差。与每个激励频率相关联的感测到的电流、电压和相位差可以被导通到电子箱110，以例如由其一个或多个存储器设备存储。
77.电流、电压以及电流与电压之间的相位差可以由第二传感器226感测。第二传感器226可以包括用于感测第二换能器220处的电流、电压和相位差的任何合适种类的部件或电路。虽然第二传感器226被定位在图3中的第二换能器220上(例如，安装到其上或在其内部)，但是第二传感器226可以定位在沿着电连接驱动器224和第二换能器220的第二总线228的任何位置。以这种方式，第二传感器226可以感测第二换能器220处的电流、电压和相位差，而不管第二传感器226是否物理地定位在第二换能器220上。在一些替代实施例中，例如，第二传感器226可以沿着驱动器224的电气下游的第二总线228定位在导管202的外部。第一换能器210和第二换能器220可以同时或以一时间偏移地被它们相应的激励信号激励。
78.接下来，一个或多个处理器120可以确定与第一换能器210相关联的复阻抗谱和与第二换能器220相关联的复阻抗谱。
79.特别地，一个或多个处理器120可以至少部分地基于将模型拟合到第一数据集来确定与第一换能器210相关联的复阻抗谱，其中对于第一换能器210被激励的每个激励频
率，第一数据集包括i)表示第一换能器210处的电压和电流之间的关系的比率，以及ii)第一换能器210处的电压和电流之间的相位差。该模型可以是巴特沃思范戴克(butterworth van-dyke)模型或其他合适的模型，例如任何合适的集总元件电气等效电路模型。
80.例如，除了图1至4之外，现在还参考图5和6，一个或多个处理器120可以将模型300拟合到第一数据集310。对于这个示例，模型300是巴特沃思范戴克模型。如图5中最佳描绘的，第一数据集310包括当以第一激励频率f1激励时第一换能器210处的电流i1、电压v1以及电流i1和电压v1之间的相位差其中第一激励频率f1是第一激励信号es1-1的频率。第一数据集310还包括当以第二激励频率f2激励时第一换能器210处的电流i2、电压v2以及电流i2和电压v2之间的相位差其中第二激励频率f2是第二激励信号es1-2的频率。此外，第一数据集310包括当以第三激励频率f3激励时第一换能器210处的电流i3、电压v3以及电流i3和电压v3之间的相位差其中第三激励频率f3是第三激励信号es1-3的频率。在这方面，第一数据集310包括或描述了针对第一换能器210被激励的每个激励频率指示第一换能器210处的电压和电流之间的关系的比率(即，复阻抗)和第一换能器210处的电压和电流之间的相位差。相位差有助于模型300与第一数据集310的拟合。
81.在将模型300拟合到第一数据集310时，一个或多个处理器120可以至少部分地基于第一数据集310的数据来生成数据点。每个数据点由复阻抗和激励频率限定。特别地，对于给定的激励频率，可以计算复阻抗。例如，电压v1和电流i1可用于计算与第一激励频率f1相关联的复阻抗以生成第一数据点d1。电压v2和电流i2可用于计算与第二激励频率f2相关联的复阻抗以生成第二数据点d2。此外，电压v3和电流i3可用于计算与第三激励频率f3相关联的复阻抗以生成第三数据点d3。以这种方式，可以为第一换能器210被激励的每个激励频率生成数据点。
82.随着数据点d1、d2、d3的生成，一个或多个处理器120可以将模型300拟合到数据点d1、d2、d3，如图6所示。通过将模型300拟合到第一数据集310，或更具体地拟合到数据点d1、d2、d3，一个或多个处理器120可以确定与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1。通常，复阻抗谱cis-1表示激励频率范围，在该激励频率范围下可以设置一个或多个激励频率以激励第二换能器220，从而使第二换能器220接收的超声波信号us1的snr最大化。
83.在一些实施例中，在至少部分地基于将模型300拟合到第一数据集310来确定与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1中，一个或多个处理器120被配置为确定与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr。与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr处的相位差为零或接近零。如图6所示，在该示例实施例中，峰值谐振频率fr约为8mhz。一个或多个处理器120可以通过确定哪个频率对应于最小阻抗mi来确定峰值谐振频率fr。即，将模型300拟合到数据点d1、d2、d3允许一个或多个处理器120确定最小阻抗mi，并且如所述的，对应于最小阻抗mi的频率是与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr。
84.在一些实施例中，模型300被拟合到数据点d1、d2、d3，使得最小阻抗mi以及因此的峰值谐振频率fr在第一换能器210的设计谐振频率的预定设计范围内。在某些情况下，第一换能器210可以具有多于一个的固有频率或谐振频率，并且在这种情况下，感兴趣的谐振频率是第一换能器210的预选或设计的峰值谐振频率。因此，根据这些约束而智能地拟合模型300。
85.在确定与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr之后，一个或多个处理器120可
以确定在峰值谐振频率fr的预定范围内的激励频率范围。在峰值谐振频率fr的预定范围内的激励频率范围对应于与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1。在一些示例实施例中，预定范围可以设置为固定范围。作为一个示例，预定范围可以包括在峰值谐振频率的2mhz内的频率。作为另一示例，预定范围可以包括在峰值谐振频率的1mhz内的频率。
86.在其他示例实施例中，可以至少部分地基于接收阈值tr来设置预定范围。接收阈值tr可以设置为任何合适的预选阻抗值。在图6中，接收阈值tr设置为10欧姆。小于或等于10欧姆的阻抗值被视为小于或等于接收阈值tr。接收阈值tr可以指示可以如何设置预定范围的下限和上限。作为一个示例，小于峰值谐振频率fr的对应于模型300与接收阈值tr相交的第一实例的频率可以被设置为对应于预定范围的下限的频率，例如，图6中的大约7mhz。此外，大于峰值谐振频率fr的对应于模型300与接收阈值tr相交的第一实例的频率可以被设置为对应于预定范围的上限的频率，例如，图6中的大约9mhz。因此，对于该实施例，复阻抗谱cis-1将对应于从7mhz跨越到9mhz的范围。
87.在又一些示例实施例中，一个或多个处理器120可以设置与第二换能器220相关联的发送阈值ts。发送阈值ts可以设置为任何合适的预选阻抗值。在图6中，发送阈值ts被设置为大约50欧姆。小于或等于50欧姆的阻抗值被视为小于或等于发送阈值ts。发送阈值ts可以为第二换能器220处的合适阻抗提供上限。因此，导致第二换能器220处的阻抗超过发送阈值ts的激励频率不会被选择为可以包括在复阻抗谱cis-1中的频率。
88.如上所述，一个或多个处理器120可以确定与第二换能器220相关联的复阻抗谱。通常，与第二换能器220相关联的复阻抗谱可以以与上述确定与第一换能器210相关联的复阻抗谱相同或相似的方式被确定。具体地，一个或多个处理器120可以至少部分地基于将模型拟合到第二数据集来确定与第二换能器220相关联的复阻抗谱，其中针对第二换能器220被激励的每个激励频率，第二数据集包括i)指示第二换能器220处的电压和电流之间的关系的比率，以及ii)第二换能器220处的电压和电流之间的相位差。模型可以是巴特沃思范戴克模型或其他合适的模型，例如任何合适的集总元件电气等效电路模型。在一些实施例中，与第一换能器210相关联的模型300可以专门为第一换能器210设计，而与第二换能器220相关联的模型可以专门为第二换能器220设计。在其他实施例中，相同的模型可以是用于第一换能器210和第二换能器220两者。
89.现在除了图1-4，还参考图8，一个或多个处理器120可以将模型300拟合到第二数据集320。如图8最佳描绘的，第二数据集320包括当以第一激励频率f1激励时第二换能器220处的电流i1、电压v1以及电流i1和电压v1之间的相位差其中第一激励频率f1是第一激励信号es2-1的频率。第二数据集320还包括当以第二激励频率f2激励时第二换能器220处的电流i2、电压v2以及电流i2和电压v2之间的相位差其中第二激励频率f2是第二激励信号es2-2的频率。此外，第二数据集320包括当以第三激励频率f3激励时第二换能器220处的电流i3、电压v3以及电流i3和电压v3之间的相位差其中第三激励频率f3是第三激励信号es2-3的频率。在这方面，第二数据集320包括或描述了针对激励第二换能器220的每个激励频率指示第二换能器220处的电压和电流之间的关系的比率(即，复阻抗)和第二换能器220处的电压和电流之间的相位差。
90.在将模型300拟合到第二数据集320时，一个或多个处理器120可以至少部分地基于第二数据集320的数据来生成数据点。每个数据点由复阻抗和激励频率限定。特别地，对
于给定的激励频率，可以计算复阻抗。例如，电压v1和电流i1可用于计算与第一激励频率f1相关联的复阻抗以生成第一数据点d1。电压v2和电流i2可用于计算与第二激励频率f2相关联的复阻抗以生成第二数据点d2。此外，电压v3和电流i3可用于计算与第三激励频率f3相关联的复阻抗以生成第三数据点d3。以这种方式，可以为第二换能器220被激励的每个激励频率生成数据点。相位差有助于将模型300拟合到第二数据集320。
91.随着数据点d1、d2、d3的生成，一个或多个处理器120可以将模型300拟合到数据点d1、d2、d3，如图9所示。通过将模型300拟合到第二数据集320，或更具体地拟合到数据点d1、d2、d3，一个或多个处理器120可以确定与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2。通常，复阻抗谱cis-2表示激励频率范围，在该激励频率范围下可以设置一个或多个激励频率以激励第一换能器210，从而使第一换能器220接收的超声波信号us2的snr最大化。
92.在一些实施例中，在至少部分地基于将模型300拟合到第二数据集320来确定与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2中，一个或多个处理器120被配置为确定与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr。与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr处的相位差为零或接近零。如图9所示，在该示例实施例中，峰值谐振频率fr约为8mhz。一个或多个处理器120可以通过确定哪个频率对应于最小阻抗mi来确定峰值谐振频率fr。即，将模型300拟合到数据点d1、d2、d3允许一个或多个处理器120确定最小阻抗mi，并且如所述的，对应于最小阻抗mi的频率是与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr。
93.在一些实施例中，模型300被拟合到数据点d1、d2、d3，使得最小阻抗mi以及因此的峰值谐振频率fr在第二换能器220的设计谐振频率的预定设计范围内。在某些情况下，第二换能器220可以具有多于一个的固有频率或谐振频率，并且在这种情况下，感兴趣的谐振频率是第二换能器220的预选或设计的峰值谐振频率。因此，根据这些约束而智能地拟合模型300。
94.在确定与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr之后，一个或多个处理器120可以确定在峰值谐振频率fr的预定范围内的激励频率范围。在峰值谐振频率fr的预定范围内的激励频率范围对应于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2。在一些示例实施例中，预定范围可以设置为固定范围。作为一个示例，预定范围可以包括在峰值谐振频率的2mhz内的频率。作为另一示例，预定范围可以包括在峰值谐振频率的1mhz内的频率。
95.在其他示例实施例中，可以至少部分地基于接收阈值tr来设置预定范围。接收阈值tr可以设置为任何合适的预选阻抗值。在图9中，接收阈值tr设置为10欧姆。小于或等于10欧姆的阻抗值被视为小于或等于接收阈值tr。接收阈值tr可以指示可以如何设置预定范围的下限和上限。作为一个示例，小于峰值谐振频率fr的对应于模型300与接收阈值tr相交的第一实例的频率可以被设置为对应于预定范围的下限的频率，例如，图9中的大约8mhz。此外，大于峰值谐振频率fr的对应于模型300与接收阈值tr相交的第一实例的频率可以被设置为对应于预定范围的上限的频率，例如，图9中的大约10mhz。因此，对于该实施例，复阻抗谱cis-2将对应于从8mhz跨越到10mhz的范围。
96.在又一示例实施例中，一个或多个处理器120可以设置与第一换能器210相关联的发送阈值ts。发送阈值ts可以设置为任何合适的预选阻抗值。在图9中，例如，发送阈值ts被设置为大约50欧姆。小于或等于50欧姆的阻抗值被视为小于或等于发送阈值ts。发送阈值ts可以为第一换能器210处的合适阻抗提供上限。因此，导致第一换能器210处的阻抗超过
发送阈值ts的激励频率不会被选择为可以包括在复阻抗谱cis-2中的频率。
97.所确定的与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1可用于设置或更新引导至第二换能器220的激励信号，并且所确定的与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2可用于设置或更新引导至第一换能器210的激励信号。
98.特别地，一个或多个处理器120可以至少部分地基于与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1来设置或更新要引导到第二换能器220的一个或多个激励信号的一个或多个特征。类似地，一个或多个处理器120可以至少部分地基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2来设置或更新要引导到第一换能器210的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
99.例如，如图5中最佳所示，将模型300拟合到第一数据集310的输出是复阻抗谱cis-1，如上所述，其指示激励频率范围，在该激励频率范围下可以设置一个或多个激励频率以激励第二换能器220以使第一换能器210接收的超声波信号us2的snr最大化。如图所示，复阻抗谱cis-1被输入到第二激励控制部件322。第二激励控制部件322可以是可由一个或多个处理器120执行的一组计算机可读指令或逻辑。在执行第二激励控制部件322时，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第二换能器220的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
100.具体地，在执行第二激励控制部件322时，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第二换能器220的第一激励信号es2-1的激励频率fx1、振幅ax1和相位一个或多个处理器120可以设置要被引导到第二换能器220的第二激励信号es2-2的激励频率fx2、振幅ax2和相位此外，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第二换能器220的第三激励信号es2-3的激励频率fx3、振幅ax3和相位激励信号es2-1、es2-2、es2-3的激励频率fx1，fx2，fx3各自可以是与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1内的频率。因此，激励信号es2-1、es2-2、es2-3的激励频率fx1，fx2，fx3可以处于或在从7mhz跨越到9mhz的范围内(即，图6中描绘的复阻抗谱cis-1)。激励信号es2-1、es2-2和es2-3的特征可以输入到第二信号生成器222。第二信号生成器222可以生成具有所指出的特征的激励信号es2-1、es2-2和es2-3。生成的激励信号es2-1、es2-2和es2-3可以被驱动器224(图3)放大并被引导到第二换能器220。
101.如所指出的，一个或多个处理器120可以至少部分地基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2来设置或更新要被引导到第一换能器210的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
102.例如，如图8中最佳所示，将模型300拟合到第二数据集320的输出是复阻抗谱cis-2，如上所述，其指示激励频率范围，在该激励频率范围下可以设置一个或多个激励频率以激励第一换能器210以使第二换能器220接收的超声波信号us1的snr最大化。如图所示，复阻抗谱cis-2被输入到第一激励控制部件312。第一激励控制部件312可以是可由一个或多个处理器120执行的一组计算机可读指令或逻辑。在执行第一激励控制部件312时，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第一换能器210的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
103.具体地，在执行第一激励控制部件312时，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第一换能器210的第一激励信号es1-1的激励频率fx1、振幅ax1和相位一个或多个
处理器120可以设置要被引导到第一换能器210的第二激励信号es1-2的激励频率fx2、振幅ax2和相位此外，一个或多个处理器120可以设置要被引导到第一换能器210的第三激励信号es1-3的激励频率fx3、振幅ax3和相位激励信号es1-1、es1-2、es1-3的激励频率fx1，fx2，fx3各自可以是与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2内的频率。因此，激励信号es1-1、es1-2、es1-3的激励频率fx1，fx2，fx3可以处于或在从8mhz跨越到10mhz的范围内(即，图9中描绘的复阻抗谱cis-2)。激励信号es1-1、es1-2和es1-3的特征可以输入到第一信号生成器212。第一信号生成器212可以生成具有所指出的特征的激励信号es1-1、es1-2和e1-3。生成的激励信号es1-1、es1-2和es1-3可以被驱动器214(图3)放大并被引导到第一换能器210。
104.在一些实施例中，在执行第二激励控制部件322时，一个或多个处理器120可以将被引导至第二换能器220的至少一个激励信号es2-1、es2-2、es2-3的频率设置为与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr(例如，图6中描绘的峰值谐振频率fr)。此外，在一些实施例中，一个或多个处理器120可以将被引导至第二换能器220的至少一个激励信号es2-1、es2-2、es2-3的频率设置为小于与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr，以及将被引导至第二换能器220的至少一个激励信号es2-1、es2-2、es2-3的频率设置为大于与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr。
105.类似地，在一些实施例中，在执行第一激励控制部件312时，一个或多个处理器120可以将引导至第一换能器210的至少一个激励信号es1-1、es1-2、es1-3的频率设置在与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr(例如，图9中描绘的峰值谐振频率fr)。此外，在一些实施例中，一个或多个处理器120可以将引导至第一换能器210的至少一个激励信号es1-1、es1-2、es1-3的频率设置为小于与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr，并且将引导至第一换能器210的至少一个激励信号es1-1、es1-2、es1-3的频率设置为大于与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr。
106.在一些进一步的实施例中，在执行第二激励控制部件322时，除了基于与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1之外，一个或多个处理器120还可以至少部分地基于与驱动器214和/或第一信号生成器212和/或第一换能器210电气上游的其他电气部件或电路相关联的复阻抗来设置引导至第二换能器220的至少一个激励信号es2-1、es2-2、es2-3的频率。在这样的实施例中，作为一个示例，与驱动器214相关联的阻抗可以在校准期间被确定并且作为已知常数输入到系统100中。已知阻抗最终可用于调节复阻抗谱cis-1和/或模型300。
107.作为另一个示例，当第一换能器210以给定的激励频率被激励时，传感器可以感测驱动器214处的电流和电压以及电流和电压之间的相位差。感测的读数可以用于生成数据点，并且模型可以拟合到数据点，例如如上所述。例如，该模型可以是巴特沃思范戴克模型。然后可以例如以上述方式确定与驱动器214相关联的复阻抗谱。除了基于与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1之外，一个或多个处理器120还可以至少部分地基于与驱动器214相关联的复阻抗谱来设置或更新将被引导至第二换能器220的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
108.类似地，在一些实施例中，在执行第一激励控制部件312时，除了基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2之外，一个或多个处理器120还可以至少部分地基于与驱动器224和/或第二信号生成器222和/或第二换能器220电气上游的其他电气部件或电路相关
联的复阻抗来设置引导至第一换能器210的至少一个激励信号es1-1、es1-2、es1-3的频率。在这样的实施例中，作为一个示例，与驱动器224相关联的阻抗可以在校准期间被确定并且作为已知常数输入到系统100中。已知阻抗最终可用于调节复阻抗谱cis-2和/或模型300。
109.作为另一个示例，当第二换能器220以给定的激励频率被激励时，传感器可以感测驱动器224处的电流和电压以及电流和电压之间的相位差。感测的读数可以用于生成数据点，并且模型可以拟合到数据点，例如如上所述。例如，该模型可以是巴特沃思范戴克模型。然后可以例如以上述方式确定与驱动器214相关联的复阻抗谱。除了基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2之外，一个或多个处理器120还可以至少部分地基于与驱动器224相关联的复阻抗谱来设置或更新将被引导至第一换能器210的一个或多个激励信号的一个或多个特征。
110.在一个或多个处理器120至少部分地基于与第一换能器210相关联的复阻抗谱cis-1来设置或更新被引导到第二换能器220的一个或多个激励信号es2的一个或多个特征之后，一个或多个处理器120可以使第二换能器220被一个或多个第二激励信号es2激励，使得第二换能器220将超声波信号us2引导在第一换能器210或将超声波信号us2引导至第一换能器210。在一些实施例中，引导到第二换能器220的一个或多个第二激励信号es2可以使第二换能器220以多个激励频率被激励，例如图5中描绘的es2-1的fx1、es2-2的fx2和es2-3的fx3。激励第二换能器220的多个激励频率都可以各自在先前时间步长与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内。
111.例如，图7描绘了在拟合到图6的数据点d1、d2、d3的模型300相关联的时间步长之后的时间步长处拟合到数据点d4、d5、d6的模型300。数据点d4、d5、d6与随后的第一数据集相关联，其中，当第二换能器220被如图5所示的激励信号es2-1、es2-2、es2-3的设置激励频率fx1,fx2,fx3激励时，感测与随后的第一数据集相关联的记录的数据。值得注意的是，第二换能器220被如图5所示的激励信号es2-1、es2-2、es2-3的设置激励频率fx1,fx2,fx3激励，使得与数据点d4、d5和d6相关的激励频率中的每一个都在先前时间步长与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内。特别地，如图7所示，数据点d4、d5和d6中的每一个都在先前时间步长与第一换能器210相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内(即，在复阻抗谱cis-1内)。以这种方式设置或更新用于激励第二换能器220的激励频率允许第一换能器210在其峰值谐振频率fr处或附近接收超声波信号，因此当接收到这样的超声波信号us2时，使第一换能器210处的电压最大化。这有助于准确的传感器读数。
112.以类似的方式，在一个或多个处理器120至少部分地基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱cis-2来设置或更新被引导至第一换能器210的一个或多个激励信号es1的一个或多个特征之后，一个或多个处理器120可以使第一换能器210被一个或多个第一激励信号es1激励，从而第一换能器210将超声波信号us1引导在第二换能器220处或将超声波信号us1引导至第二换能器220。在一些实施例中，如上所述，引导至第一换能器210的一个或多个第一激励信号es1可以使第一换能器210在多个激励频率下被激励，例如图8所示的es1-1的fx1、es1-2的fx2，以及es1-3的fx3。激励第一换能器210的多个激励频率都可以各自在先前时间步长与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内。
113.例如，图10描绘了在拟合到图9的数据点d1、d2、d3的模型300相关联的时间步长之后的时间步长处拟合到数据点d4、d5、d6的模型300。数据点d4、d5、d6与随后的第二数据集
相关联，其中，当第一换能器210被如图8所示的激励信号es1-1、es1-2、es1-3的设置激励频率fx1,fx2,fx3激励时，感测与随后的第二数据集相关联的记录的数据。值得注意的是，第一换能器210被如图8所示的激励信号es1-1、es1-2、es1-3的设置激励频率fx1,fx2,fx3激励，使得与数据点d4、d5和d6相关的激励频率中的每一个都在先前时间步长与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内。特别地，如图10所示，数据点d4、d5和d6中的每一个都在先前时间步长与第二换能器220相关联的峰值谐振频率fr的预定范围内(即，在复阻抗谱cis-2内)。以这种方式设置或更新用于激励第一换能器210的激励频率允许第二换能器220在其峰值谐振频率fr处或附近接收超声波信号，因此当接收到这样的超声波信号us1时，使第二换能器220处的电压最大化。这有助于准确的传感器读数。
114.上述用于设置被引导到换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征的过程可以迭代地重复，使得发送换能器以接收换能器接收的超声波信号的snr被最大化或至少接近被最大化这样的方式被连续激励。即，基于接收换能器的复阻抗谱不断更新被引导至发送换能器的激励信号的特征允许在接收换能器接收由发送换能器发送的超声波信号时使接收换能器处的电压最大化或至少接近最大化。实际上，上述技术可以迭代地连续重复，以便实时设置和/或更新被引导到发送换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征。尽管流过布置有发送换能器和接收换能器的导管的燃料的状况和/或特征发生变化，这也允许被引导至发送换能器的一个或多个激励信号的一个或多个特征被优化设置。
115.例如，如图11所示，模型在三个不同的时间步长显示。在由300-1表示的一个时间步长、在由300-2表示的另一时间步长以及由300-3表示的又一时间步长拟合该模型。如图所示，燃料温度的变化会导致与换能器相关联的峰值谐振频率发生移动。燃料温度的升高会导致峰值谐振频率增加，例如，300-1处的模型可以向右移动到300-2，并且峰值谐振频率可以相应地从fr1移动到fr2。相反，燃料温度的降低会导致峰值谐振频率降低。此外，燃料压力的变化会导致最小阻抗发生变化。例如，压力的增加会导致最小阻抗增加，例如，当模型移动到300-3时，在300-2处的模型的最小阻抗mi2可以向上移动到mi3。相反，压力降低会导致最小阻抗降低。因此，基于接收换能器的复阻抗谱迭代地更新被引导到发送换能器的激励信号的激励频率和振幅可以解释这种变化状况，这最终允许更准确和一致的燃料质量流率预测。
116.除了图1，现在还参考图12和13，在一些实施例中，代替如上所述使第一换能器210一次一个地以不同的频率被激励并且第二换能器220一次一个地以不同的频率被激励，一个或多个处理器120可以使第一换能器210和/或第二换能器220同时以多个不同的频率被激励。例如，一个或多个处理器120可以使第一换能器210和/或第二换能器220同时以第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率被激励，其中第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率彼此不同。在一些实施例中，第一换能器210和/或第二换能器220可以被具有多个频率的宽带信号激励。此外，在其他实施例中，一个或多个处理器120可以使第一换能器210和/或第二换能器220同时以少于三个的激励频率(例如，两个激励频率)或多于三个的激励频率(例如，五个激励频率)被激励。图13描绘了组合三个激励信号的特征的示例激励信号es1-s，包括es1-1、es1-2和es1-3。激励信号es1-s可以被引导到第一换能器210以同时以多个不同的频率激励第一换能器210。如将理解的，可以使用如图13所示的类似激励信号来激励第二换能器220。
117.现在参考图14和15，在一些实施例中，燃料流量传感器200可以包括多于两个的换能器。例如，对于图14和15的所示实施例，燃料流量传感器200包括四个换能器，包括第一换能器210、第二换能器220、第三换能器230和第四换能器240。这样的实施例可以提供电气冗余以及其他好处。此外，导管202限定了轴向方向a，其平行于图14和15的示例实施例中的流动轴线。
118.在图14中，第三换能器230与第一换能器210沿轴向方向a平齐布置，并且第四换能器240与第二换能器220沿轴向方向a平齐布置。在这方面，第一换能器210和第三换能器230是轴向对齐的，并且第二换能器220和第四换能器240是轴向对齐的。在图15中，相反，第四换能器240从第二换能器220偏移，例如沿轴向方向a，使得第三换能器230和第四换能器240之间的长度大于第一换能器210和第二换能器220之间的长度。换能器对之间的距离不同的实施例可以提供额外的衰减数据，以及其他好处。
119.值得注意的是，对于图14的实施例和图15的实施例，可以如上所述设置或更新一个或多个激励信号的一个或多个特征。例如，引导至第一换能器210的一个或多个激励信号的一个或多个特征可以至少部分地基于与第二换能器220相关联的复阻抗谱来设置或更新，反之亦然。此外，引导至第三换能器230的一个或多个激励信号的一个或多个特征可以至少部分地基于与第四换能器240相关联的复阻抗谱来设置或更新，反之亦然。
120.在这样的实施例中，由第一换能器210发射的超声波信号us1和由第三换能器230发射的超声波信号us3可以被第二换能器220和第四换能器240接收。类似地，由第二换能器220发射的超声波信号us2和由第四换能器240发射的超声波信号us4可以被第一换能器210和第三换能器230接收。为保证超声波信号的满意snr，应当注意，第一换能器210和第二换能器220具有相同的设计谐振频率，并且第三换能器230和第四换能器240具有相同的设计谐振频率，其中第一换能器210和第二换能器220的设计谐振频率与第三换能器230和第四换能器240的设计谐振频率不同。这给换能器对中的每一个提供了设计谐振频率，其用作每对换能器的签名。这些设计谐振频率允许换能器210、220、230、240区分从一对配对发射的超声波信号和从非一对配对接收的超声波信号。
121.图16提供了根据本公开的示例方面的调谐超声波燃料流量传感器的一个或多个换能器的方法400的流程图。虽然图16的流程图描绘了被实施以调谐两个换能器(即tx1和tx2)的激励频率的方法400，但是应当理解，方法400可以用于调谐超声波流量传感器的任何数量的换能器。例如，方法400可用于调谐本文提供的任何燃料流量传感器的一个或多个换能器的激励频率。
122.在402-1，方法400包括以多个不同的激励频率激励第一换能器tx1，使得第一换能器tx1通过导管将一个或多个超声波信号引导至与第一换能器间隔开的第二换能器tx2。在一些实施方式中，可以随机选择引导至第一换能器tx1的多个不同激励频率。在其他实施方式中，可以选择多个不同的激励频率，使得激励频率彼此处于预定间隔。在一些进一步的实施方式中，第一换能器tx1被处于多个不同激励频率的宽带信号激励。
123.类似地，在402-2，方法400包括以多个不同的激励频率激励第二换能器tx2，使得第二换能器tx2通过导管将一个或多个超声波信号引导至第一换能器tx1。可以一次一个地以多个不同的频率激励第一换能器tx1，例如如图3所示，或同时以多个不同的频率激励第一换能器tx1，例如如图12所示。同样，可以一次一个地或同时以多个不同的频率激励第二
换能器tx2。在一些实施方式中，可以随机选择引导至第二换能器tx2的多个不同的激励频率。在其他实施方式中，可以选择多个不同的激励频率，使得激励频率彼此处于预定间隔。第一换能器tx1和第二换能器tx2可以同时被激励。在一些进一步的实施方式中，第二换能器tx2被处于多个不同激励频率的宽带信号激励。
124.在404-1，方法400包括记录当第一换能器tx1以多个不同的激励频率被激励时第一换能器tx1处的电流i、电压v以及电流i和电压v之间的相位差δφ。在这方面，第一换能器tx1被激励的每个频率具有相关联的记录电流i、电压v和相位差δφ。与第一换能器tx1相关联的这种数据可以被编译为第一数据集。类似地，在404-2，方法400包括记录当第二换能器tx2以多个不同的激励频率被激励时第二换能器tx2处的电流i、电压v以及电流i和电压v之间的相位差δφ。在这方面，第二换能器tx2被激励的每个频率具有相关联的记录的电流i、电压v和相位差δφ。与第二换能器tx2相关联的这种数据可以被编译为第二数据集。
125.在406-1，方法400包括至少部分地基于在404-1记录的数据生成数据点。每个数据点可以由复阻抗和多个不同激励频率中的激励频率限定。例如，第一数据点可以由复阻抗和多个不同激励频率中的第一激励频率限定，第二数据点可以由复阻抗和多个不同激励频率的第二激励频率限定，对于每个激励频率以此类推。生成的数据点可以绘制在复阻抗对比激励频率的图表上，例如如图6所示。与给定数据点相关联的复阻抗至少部分地基于当以多个不同激励频率中的给定频率激励第一换能器tx1时第一换能器tx1处的电压与电流的比率来确定。以类似的方式，在406-2，方法400包括至少部分地基于在404-2记录的数据生成数据点。这可以以与上面关于406-1所描述的相同的方式来实现。
126.在408-1，方法400包括将模型拟合到在406-1绘制的生成的数据点。例如，该模型可以是巴特沃思范戴克模型。图6描绘了拟合到与第一换能器相关联的数据点的模型。类似地，在408-2，方法400包括将模型拟合到在406-2绘制的生成的数据点。图6描绘了拟合到与第二换能器相关联的数据点的模型。
127.在410-1，方法400包括至少部分地基于将模型拟合到与第一换能器tx1相关联的数据点来确定与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1。在一些实施方式中，确定与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1可以包括确定与第一换能器tx1相关联的峰值谐振频率，其中峰值谐振频率对应于通过将模型拟合到与第一换能器tx1相关联的数据点而确定的最小阻抗。此外，确定与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1可以包括确定在峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围。峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围和与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1相关。
128.类似地，在410-2，方法400包括至少部分地基于将模型拟合到与第二换能器tx2相关联的数据点来确定与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2。在一些实施方式中，确定与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2可以包括确定与第二换能器tx2相关联的峰值谐振频率，其中峰值谐振频率对应于通过将模型拟合到与第二换能器tx2相关联的数据点而确定的最小阻抗。此外，确定与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2可以包括确定在峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围。峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围和与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2相关。
129.在412-1，方法400包括至少部分地基于与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1
来设置被引导到第二换能器tx2的一个或多个第二激励信号es2的一个或多个特征。图16示意性地描绘了与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1，该复阻抗谱cis-1被用来设置被引导到第二换能器tx2的一个或多个第二激励信号es2的一个或多个特征。一个或多个特征可以包括被引导到第二换能器tx2的一个或多个第二激励信号es2的激励频率、振幅和相位中的至少一个。一个或多个第二激励信号es2的一个或多个激励频率可以设置在与第一换能器tx1相关联的复阻抗谱cis-1内，或者换句话说，设置在与第一换能器tx1相关联的峰值谐振频率的预定范围内。
130.类似地，在412-2，方法400包括至少部分地基于与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2来设置被引导到第一换能器tx1的一个或多个第一激励信号es1的一个或多个特征。图16示意性地描绘了与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2，该复阻抗谱cis-2被用来设置被引导至第一换能器tx1的一个或多个第一激励信号es1的一个或多个特征。一个或多个特征可以包括被引导至第一换能器tx1的一个或多个第一激励信号es1的激励频率、振幅和相位中的至少一个。一个或多个第一激励信号es1的一个或多个激励频率可以设置在与第二换能器tx2相关联的复阻抗谱cis-2内，或者换句话说，设置在与第二换能器tx2相关联的峰值谐振频率的预定范围内。
131.在414-1，方法400包括利用具有一个或多个特征的一个或多个第一激励信号es1激励第一换能器tx1，使得第一换能器tx1通过导管将一个或多个超声波信号引导至第二换能器tx2。由于利用具有一个或多个设置或更新的特征的一个或多个第一激励信号es1激励第一换能器tx1，所以可以使由第二换能器tx2接收的超声波信号的snr最大化。在一些实施方式中，第一换能器tx1被激励的至少一个频率与第二换能器tx2的峰值谐振频率相关。
132.类似地，在414-2，方法400包括利用具有一个或多个特征的一个或多个第二激励信号es2激励第二换能器tx2，使得第二换能器tx2通过导管将一个或多个超声波信号引导到第一传感器tx1。由于利用具有一个或多个设置或更新的特征的一个或多个第二激励信号es2激励第二换能器tx2，所以可以使由第一换能器tx1接收的超声波信号的snr最大化。在一些实施方式中，第二换能器tx2被激励的至少一个频率与第一换能器tx1的峰值谐振频率相关。
133.如图16中进一步描绘的，上述方法400可以迭代，使得引导至第一换能器tx1和第二换能器tx2的激励频率例如实时地被迭代设置或更新。尽管燃料状况不断变化，这也可以促进准确的传感器读数，以及其他好处。
134.现在除了图1之外，还参考图17和18，现在将描述一种示例方式，其中可以通过燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器200来确定流过导管的介质的介质类型。
135.一个或多个处理器120被配置为通过一个或多个第一激励信号es1使第一换能器210以一个或多个第一激励频率被激励，使得第一换能器210引导第一超声波信号us1通过流过导管202的介质到第二换能器220。在这个示例实施例中，介质是燃料。
136.一个或多个处理器120还被配置为确定在一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，第一超声波信号us1在沿着第一超声波信号us1的第一穿越路径tp1的两个或更多个点处的振幅。例如，如图17a所示，第一穿越路径tp1至少包括跨越在第一换能器210和第二换能器220之间的第一段s1和跨越在第二换能器220和第一换能器210之间的第二段s2。第一段s1和第二段s2跨越相同的距离l，但它们是方向性的，因为第一段s1表示对应于
由第一换能器210发射并穿越到第二换能器220的第一超声波信号us1的第一穿越路径tp1的段，而第二段s2表示对应于从第二换能器220回响并返回到第一换能器210的第一超声波信号us1的第一穿越路径tp1的段。
137.因此，当第一换能器210被一个或多个第一激励信号es1激励时，第一超声波信号us1由第一换能器210发射并且沿着第一段si从第一换能器210穿越到第二换能器220，至少从第二换能器220回响(第一超声波信号us1也可以从其他物体回响，例如导管202和其他物体)，并且沿着第二段s2从第二换能器220穿越到第一换能器210。在图17a中，第一超声波信号us1被示为从第一换能器210发射。在图17b中，第一超声波信号us1被示为在沿着第一穿越路径tp1的第一段s1穿越之后被第二换能器220接收。在图17c中，第一超声波信号us1被示为从第二换能器220回响回到第一换能器210，由回响的第一超声波信号us1-r表示。在图17d中，回响的第一超声波信号us1-r被示为在沿着第一穿越路径tp1的第二段s2穿越之后由第一换能器210接收。
138.如上所述，第一超声波信号us1的振幅在沿着第一超声波信号us1的第一穿越路径tp1的两个或更多个点处被感测。对于本示例实施例，沿第一超声波信号us1的第一穿越路径tp1的两个或更多个点包括：第一点p1，其位于第一换能器210并且对应第一穿越路径tp1的第一段s1；第二点p2，其位于第二换能器220并且对应于第一穿越路径tp1的第一段s1和第二段s2之间的过渡点；和第三点p3，其位于第一换能器210并且对应于第一穿越路径tp1的第二段s2。在这方面，第一点p1和第三点p3都对应于相同的位置，即第一换能器210的位置。然而，第一点p1对应于沿着第一穿越路径tp1的对应于第一超声波信号us1初始发射的点，而第三点p3对应于沿第一穿越路径tp1的对应于第一超声波信号us1(或者更具体地，在第一超声波信号us1已经从第二点p2处的第二换能器220回响并返回到第一换能器210后回响的第一超声波us1-r)的接收的点。
139.举例来说，当第一换能器210发射第一超声波信号us1时，可以在第一点p1，或者更确切地说，在第一换能器210处感测第一超声波信号us1的振幅。这可以例如当第一换能器210以特定的激励频率被激励时，通过感测第一换能器210处的电压振幅来实现。然后，当第一超声波信号us1到达第二换能器220时，例如如图17b所示，可以在第二点p2处感测第一超声波信号us1的振幅。在从第二换能器220回响，例如如图17c所示，并沿第二段s2穿越并到达第一换能器210之后，例如如图17d所示，可以在第三点p3处感测第一超声波信号us1的振幅。可以通过感测在特定点或换能器处的电压的振幅来感测在每个点处的第一超声波信号us1的振幅。
140.一个或多个处理器120还被配置为至少部分地基于感测到的第一超声波信号us1的振幅来生成第一数据点。每个第一数据点由沿第一穿越路径tp1的两个或更多个点中的给定一个点处的第一超声波信号us1的振幅、第一超声波信号us1已经穿越介质到两个或更多个点中的给定一个点的总距离、以及激励第一换能器210的一个或多个第一激励频率中的频率来限定。例如，图19描绘了三个第一数据点dp1-1、dp1-2和dp1-3。第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3都对应相同的激励频率，但如图所示，它们对应的距离不同，振幅也不同。
141.具体而言，第一数据点dp1-1对应于图17a中所描绘的第一点pl处的超声波信号usl的振幅。在第一点p1，超声波信号us1已经行进了距离dx1。第二数据点dp1-2对应于超声波信号us1在图17a所示的第二点p2处的振幅。在第二点p2，超声波信号us1已经行进了距离
dx2，或图17a中描绘的距离l。第三数据点dp1-3对应于超声波信号us1在图17a中描绘的第三点p3处的振幅。在第三点p3，超声波信号us1已经行进了距离dx3，或者是距离l的两倍的距离，或者2l。如图19所示，超声波信号us1的振幅随着第一超声波信号us1所穿越的距离的增加而减小。以这种方式，图19描绘了第一超声波信号us1在第一穿越路径tp1的过程中衰减的方式。
142.可以针对第一换能器210被激励的每个激励频率生成第一数据点。例如，在第一换能器210被第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率激励的情况下，第一数据点可以被生成并绘制在对应于第一激励频率的图表上，第一数据点可以被生成并绘制在对应于第二激励频率的图表上，并且第一数据点可以被生成并且绘制在对应于第三激励频率的图表上。在这方面，每个图表对应于一个特定的激励频率。
143.随着第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3的生成，一个或多个处理器120进一步被配置为通过将衰减模型350拟合到第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3来确定介质的一个或多个特征。可以使用任何合适的拟合技术，包括一个或多个机器学习技术，来将衰减模型350拟合到数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3。如图19所示，衰减模型350被拟合到第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3。
144.值得注意的是，拟合到第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3的衰减模型350的合成函数rf(图21)与介质的一个或多个特征相关。可以理解，stokes声音衰减定律指出，信号的振幅随着行进距离以速率α呈指数下降，速率α由下式给出：
[0145][0146]
其中η是介质的动态粘度系数，是ω信号的角频率，ρ是介质的密度，并且v是介质中的声速。在这方面，速率α取决于介质的一个或多个特征。通过将衰减模型拟合到第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3，可以在不知道限定速率α的具体参数(例如介质的动态粘度系数η和介质的密度ρ)的情况下确定与流过导管202的介质相关联的速率α。因此，拟合到数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3的衰减模型350的合成函数rf指示与流过导管202的介质相关联的速率α或与速率α相关，其中该速率α又与介质的一个或多个特征相关。
[0147]
利用所确定的合成函数rf(即，与拟合到数据点的衰减模型350对应的函数)，一个或多个处理器120被配置为至少部分地基于介质的一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较来对介质的介质类型进行分类。例如，如图21所示，可以将合成函数rf与多个基线函数进行比较，每个基线函数对应于预定的介质类型。在该示例中，多个基线函数包括第一基线函数bf-1、第二基线函数bf-2和第三基线函数bf-3。第一基线函数bf-1可以对应于第一预定介质类型，例如jet-a，第二基线函数bf-2可以对应于第二预定介质类型，例如jp-4，第三基线函数bf-3可以对应于第三预定介质类型，例如jp-5。如将理解的，在其他实施例中，多个基线函数可以包括多于三个的基线函数或少于三个的函数。
[0148]
在一些实施例中，与多个基线函数中与合成函数rf最接近地匹配的基线函数相关联的预定介质类型被分类为流过导管202的介质的介质类型。也就是说，一个或多个处理器120可以将流过导管202的介质的介质类型分类为对应于与合成函数rf最接近地匹配的基线函数的介质类型。例如，如图所示，在图21中，多个基线函数中的第二基线函数bf-2与合成函数rf最接近地匹配，因此，流过导管202的介质的介质类型被一个或多个处理器120分
类为对应于第二基线函数bf-2的介质类型。在其他实施例中，一个或多个处理器120可以根据一个或多个其他标准将流过导管202的介质的介质类型分类为介质类型。
[0149]
在一些替代实施例中，合成函数的曲线或函数可以与存储在查找表等中的基线曲线或函数进行比较。
[0150]
在一些进一步的实施例中，除了拟合到第一数据点之外，衰减模型350还可以被拟合到基于由第二换能器220发射的超声波信号生成的数据点。
[0151]
更具体地，在一些实施例中，一个或多个处理器120被配置为使第二换能器220通过一个或多个第二激励信号es2以一个或多个第二激励频率被激励，使得第二换能器220引导第二超声波信号us2通过流过导管202的介质而到达第一换能器210。
[0152]
一个或多个处理器120还被配置为在一个或多个第二激励频率中的一个或多个频率，确定第二超声波信号us2在沿着第二超声波信号us2的第二穿越路径tp2的两个或更多个点处的振幅。例如，如图18a所示，第一穿越路径tp1至少包括跨越在第二换能器220和第一换能器210之间的第一段s1和跨越在第一换能器210和第二换能器220之间的第二段s2。第一段s1和第二段s2跨越相同的距离l，但它们是有方向性的，其中第一段s1表示第二穿越路径tp2的对应于由第二换能器220发射并穿越到第一换能器210的第二超声波信号us2的段，而第二段s2表示第二穿越路径tp2的对应于从第一换能器210回响并返回到第二换能器220的第二超声波信号us2的段。
[0153]
因此，当第二换能器220被一个或多个第二激励信号es2激励时，第二超声波信号us2由第二换能器220发射并且沿着第一段s1从第二换能器220穿越到第一换能器210，从第一换能器210回响(第二超声波信号us2也可以从其他物体回响，例如导管202和其他物体)，并沿第二段s2从第一换能器210穿越到第二换能器220。在图18a中，第二超声波信号us2被示为从第二换能器220发射。在图18b中，第二超声波信号us2被示为在沿着第二穿越路径tp2的第一段s1穿越之后被第一换能器210接收。在图18c中，第二超声波信号us2被示为从第一换能器210回响回到第二换能器220，由回响的第二超声波信号us2-r表示。在图18d中，回响的第二超声波信号us2-r被示为在沿着第二穿越路径tp2的第二段s2穿越之后由第二换能器220接收。
[0154]
如所指出的，第二超声波信号us2的振幅在沿着第二超声波信号us2的第二穿越路径tp2的两个或更多个点处被感测。对于本示例实施例，第二超声波信号us2的第二穿越路径tp2上的两个或更多个点包括：第一点p1，其位于第二换能器220，并对应于第二穿越路径tp2的第一段s1；第二点p2，其位于第一换能器210，并对应于第二穿越路径tp2的第一段s1和第二段s2之间的过渡点；以及第三点p3，其位于第二换能器220处，并对应于第二穿越路径tp2的第二段s2。关于这点，第一点p1和第三点p3都对应于相同的位置，即第二换能器220的位置。然而，第一点p1对应于沿着第二穿越路径tp2的对应于第二超声波信号us2的初始发射的点，而第三点p3对应于沿第二穿越路径tp2的对应于第二超声波信号us2(或者更具体地，对应于第二超声波信号us2已经从第二点p2处的第一换能器210回响并返回到第二换能器220之后，回响的第二超声波us2-r)的接收的点。
[0155]
举例来说，当第二换能器220发射第二超声波信号us2时，可以在第一点pl，或者更确切地说，在第二换能器220处感测第二超声波信号us2的振幅。这可以例如当第二换能器220以特定的激励频率被激励时，通过感测第二换能器220处的电压的振幅来实现。然后，当
第二超声波信号us2到达第一换能器210时，例如如图18b所示，可以在第二点p2处感测第二超声波信号us2的振幅。在从第一换能器210回响(例如如图18c所示)，并沿着第二段s2穿越并到达第二换能器220之后(例如如图18d所示)，可以在第三点p3处感测第二超声波信号us2的振幅。可以通过感测在特定点或换能器处的电压振幅来感测在每个点处的第二超声波信号us2的振幅。
[0156]
一个或多个处理器120还被配置为至少部分地基于所感测的第二超声波信号us2的振幅来生成第二数据点。每个第二数据点由沿第二穿越路径tp2的两个或更多个点中的给定一个点处的第二超声波信号us2的振幅、第二超声波信号us2已经穿越介质到两个或更多个点中的给定一个点的总距离、以及第二换能器210被激励的一个或多个第二激励频率的频率所限定。例如，图20描绘了绘制在振幅对比距离的图表上的三个第二数据点dp2-1、dp2-2和dp2-3。第一数据点dp1-1、dp1-2、dp1-3也绘制在图20的图表上。第二数据点dp2-1、dp2-2、dp2-3都对应于相同的激励频率，但如图所示，它们对应于不同的距离，并且具有不同的振幅。
[0157]
具体地，第一数据点dp2-1对应于第二超声波信号us2在图18a所示的第一点p1处的振幅。在第一点p1，第二超声波信号us2已经行进了距离dx1。第二数据点dp2-2对应于第二超声波信号us2在图18a所示的第二点p2处的振幅。在第二点p2，第二超声波信号us2已经行进了距离dx2，或图18a所示的距离l。第三数据点dp2-3对应于第二超声波信号us2在图18a所示的第三点p3处的振幅。在第三点p3，第二超声波信号us2已经行进了距离dx3，或者是距离l的两倍的距离，或者2l。如图20所示，第二超声波信号us2的振幅随着第二超声波信号us2所穿越的距离的增加而减小。同样地，如上所述，第一超声波信号us1的振幅随着第一超声波信号us1所穿越的距离的增加而减小。以这种方式，图20描绘了第一超声波信号us1和第二超声波信号us2在它们相应的第一穿越路径tp1和第二穿越路径tp2的过程中衰减的方式。
[0158]
可以针对第二换能器220被激励的每个激励频率生成第二数据点。例如，在第二换能器220被第一激励频率、第二激励频率和第三激励频率激励的情况下，可以生成第二数据点并将其绘制在对应于第一激励频率的图表上，可以生成第二数据点并将其绘制在对应于第二激励频率的图表上，并且可以生成第二数据点并将其绘制在对应于第三激励频率的图表上。在这方面，每个图表对应于特定的激励频率。
[0159]
此外，在如上所述确定介质的一个或多个特征时，一个或多个处理器120可以被配置为将衰减模型350拟合到除了第一数据点之外的第二数据点，例如如图20所示。这可能潜在地使衰减模型350可以被拟合的数据点翻倍。这可以最终提供更准确的介质类型分类。
[0160]
如上所述，可以针对激励给定换能器的每个激励频率生成数据点。在一些实施例中，衰减模型350被拟合到对应于给定一个激励频率的数据点，并且对应于每个激励频率的合成函数可以被平均以呈现集体合成函数。举例来说，如图22所示，例如通过将衰减模型350拟合到为给定的激励频率生成的数据点，可以确定激励换能器的每个激励频率f1,f2,和f3的合成函数rf。一个或多个处理器120可以至少部分地基于与每个激励频率相关联的合成函数rf来生成集体合成函数rf-c。作为一个示例，可以使用合适的曲线平均算法来对与每个激励频率相关联的合成函数rf进行平均以给出平均曲线，或集体合成函数rf-c。在一些实施例中，将集体合成函数rf-c与如上所述的一个或多个基线函数进行比较。与最接
近地匹配集体合成函数rf-c的基线函数相对应的介质类型可以被分类为流过导管202的介质的介质类型。
[0161]
图23提供了根据本公开的示例方面使用超声波燃料流量传感器的至少两个换能器对流过导管的介质的介质类型进行分类的方法600的流程图。可以实施方法600以确定介质类型。
[0162]
在602，方法600包括以一个或多个第一激励频率激励第一换能器，使得第一换能器将第一超声波信号引导通过流过导管的介质而到达与第一换能器间隔开的第二换能器。例如，如图17a所示，第一换能器由具有一个或多个第一激励频率的一个或多个激励信号激励。在一些实施方式中，第一换能器在第二换能器的上游，例如如图17a-d和18a-d所示。在其他实施方式中，第一换能器在第二换能器的下游。
[0163]
在604，方法600包括在一个或多个第一激励频率的一个或多个频率下，确定在沿着第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的第一超声波信号的振幅。例如，可以在发射第一超声波信号时在第一换能器处感测振幅，在接收超声波信号时在第二换能器处感测振幅，然后在第一超声波信号从第二换能器回响并返回到第一换能器之后在第一换能器处感测振幅。在一些实施方式中，可以仅初始地在第一换能器处感测振幅，然后在第二换能器处感测振幅。因此，在这样的实施方式中，不需要考虑回响的超声波信号的振幅。
[0164]
在606，方法600包括通过将衰减模型拟合到第一数据点来确定介质的一个或多个特征，第一数据点中的每一个数据点由以下限定：沿着第一穿越路径的两个或更多个点中的给定一个点处的第一超声波信号的振幅、第一超声波信号已经穿越介质到两个或更多个点中的给定一个点的总距离、以及第一换能器被激励的一个或多个第一激励频率的频率。例如，在一些实施方式中，拟合到第一数据点的衰减模型的合成函数与介质的一个或多个特征相关。因此，在一些实施方式中，介质的一个或多个特征与等式1限定的速率α相关。在这方面，通过将衰减模型拟合到第一数据点，与流过导管202的介质相关联的速率α可以在不知道限定速率α的具体参数的情况下被确定。
[0165]
在一些实施方式中，第一穿越路径至少包括跨越在第一换能器和第二换能器之间的第一段以及跨越在第二换能器和第一换能器之间的第二段，例如如图17a所示。当第一换能器被激励时，第一超声波信号沿着第一段从第一换能器穿越到第二换能器，从第二换能器回响，并且沿着第二段从第二换能器穿越到第一换能器，例如如图17a-d所示顺序。此外，在这样的实施方式中，沿着第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点包括位于第一换能器处并且对应于第一穿越路径的第一段的第一点、位于第二换能器处并且对应于第一穿越路径的第一段和第二段之间的过渡点的第二点、以及位于第一换能器处并且对应于第一穿越路径的第二段的第三点。
[0166]
在608，该方法包括至少部分地基于介质的一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较来对介质的介质类型进行分类。在一些实施方式中，至少部分地基于介质的一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较对介质的介质类型进行分类包括将合成函数与多个基线函数进行比较，每个基线函数对应于预定的介质类型。此外，在一些实施方式中，与多个基线函数中最接近地匹配合成函数的基线函数相关联的预定介质类型被分类为流过导管的介质的介质类型。
[0167]
在一些进一步的实施方式中，方法600包括针对一个或多个第一激励频率中的每
一个，确定在沿着第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的第一超声波信号的振幅。在这样的实施方式中，在606处通过将衰减模型拟合到第一数据点来确定介质的一个或多个特征包括将衰减模型拟合到与一个或多个第一激励频率中的每一个相关联的第一数据点从而给出与一个或多个第一激励频率中的每一个相关联的合成函数，并且至少部分地基于合成函数中的每一个来确定集体合成函数。在这样的实施方式中，在至少部分地基于介质的一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较来对介质的介质类型进行分类时，一个或多个处理器被配置为将集体合成函数与多个基线函数进行比较。
[0168]
在又一些进一步的实施方式中，第二换能器可以与第一换能器同时被激励，使得与由第二换能器发射的第二超声波信号相关联的读数可以用于最终对流过导管的介质的介质类型进行分类。特别地，在一些实施方式中，方法600包括以一个或多个第二激励频率激励第二换能器，使得第二换能器将第二超声波信号引导通过介质到第一换能器。此外，方法60包括在一个或多个第二激励频率的一个或多个频率下，确定在沿着第二超声波信号的第二穿越路径的两个或更多个点处的第二超声波信号的振幅。在这样的实施方式中，在确定介质的一个或多个特征时，一个或多个处理器被配置为将衰减模型拟合到除了第一数据点之外的第二数据点，每个第二数据点由以下限定：沿着第二穿越路径的两个或更多个点中的给定一个点处的第二超声波信号的振幅、第二超声波信号已经穿越介质到沿第二穿越路径的两个或更多个点中的给定一个点的总距离、以及激励第二换能器的一个或多个第二激励频率的频率。
[0169]
此外，在这样的实施方式中，第二穿越路径至少包括跨越在第二换能器和第一换能器之间的第一段以及跨越在第一换能器和第二换能器之间的第二段，其中当第二换能器被激励时，第二超声波信号沿着第一段从第二换能器穿越到第一换能器，从第一换能器回响，并且沿着第二段从第一换能器穿越到第二换能器。此外，在这样的实施方式中，沿着第二超声波信号的第二穿越路径的两个或更多个点包括位于第二换能器处并且对应于第二穿越路径的第一段的第一点、位于第一换能器处并且对应于第二穿越路径的第一段和第二段之间的过渡点的第二点、以及位于第二换能器处并且对应于第二穿越路径的第二段的第三点。
[0170]
现在参考图1和24，图24是根据本公开的示例方面的燃料流量测量系统的超声波燃料流量传感器200的示意图，超声波燃料流量传感器200可操作以检测流过导管202的介质中的污染物。对于本实施例，如图24所示，一个或多个处理器120被配置为使第一换能器210通过流过导管202的介质向第二换能器220发射超声波信号us1。一个或多个处理器120进一步被配置为确定时间超声波信号us1的飞行时间(tof)，其中tof指示超声波信号us1穿越介质并返回到第一换能器210的时间。
[0171]
在这样的实施例中，一个或多个处理器120可以将超声波信号us1的tof与基线飞行时间进行比较。例如，基线tof可以对应于超声波信号us1穿越介质、从第二换能器220回响并返回到第一换能器210的预期时间。此外，一个或多个处理器120可以至少部分地基于超声波信号us1的tof和基线tof之间的比较来确定污染物是否存在于介质中。即，将超声波信号us1的实际tof与基线tof进行比较。
[0172]
在一些实施例中，当超声波信号us1的tof在基线tof的预定时间范围内时，一个或多个处理器120确定介质内不存在污染物。相反，当超声波信号us1的tof不在基线tof的预
定时间范围内时，一个或多个处理器120确定介质内确实存在污染物。在这样的实施例中，一个或多个处理器120可以被配置为生成指示介质内存在污染物的警报。
[0173]
例如，如图24所示，在导管202的介质内描绘了污染物c的许多气泡。在这种情况下，当第一换能器210发射超声波信号us1时，超声波信号us1可以穿越介质并从污染物c的气泡或物体之一回响。回响的超声波信号，如图24中的us1-r所示，穿越返回第一换能器210。如将理解的，当超声波信号us1从污染物c回响以被第一换能器210接收时，而不是当超声波信号us1行进长度l、从第二换能器220回响、并再次穿越长度l以被第一换能器210接收时，超声波信号us1更快地返回到第一换能器210。以这种方式，当超声波信号从第二换能器220回响时，超声波信号的实际tof小于其预期tof。在一些实施例中，至少部分地基于介质类型来预选或确定预期的基线tof。
[0174]
一个示例污染物是导管202内的介质沸腾。沸腾可以指示介质正在经历相变，这在某些情况下(例如，喷射燃料焦化)可能是不希望的，而在某些情况下(例如，在燃烧前将低温储存的液态氢变为气态氢)是希望的，具体取决于介质或燃料。在这方面，检测流过导管202的介质内是否存在污染物可能是有用的。例如，当检测到污染物时，与超声波燃料流量传感器200相关联的一个或多个处理器可以触发响应，导致调节一个或多个上游和/或下游系统以控制流过导管202的介质的状态或相位(例如，通过向一个或多个上游和/或下游系统的一个或多个控制器传送警报)。示例上游和/或下游系统包括一个或多个热交换器、一个或多个泵、一个或多个流体压缩设备、一个或多个散热器和/或热源等。作为一个示例，当污染物存在于流过导管202的介质中时(例如，当在喷气燃料中检测到沸腾时)，可以控制一个或多个可控设备以调节一个或多个上游和/或下游系统，从而减少或消除介质的沸腾。作为另一示例，当污染物被检测为存在于流过导管202的介质中时(例如，当低温储存的液态氢被检测为在燃烧之前变为气态氢时)，可以控制一个或多个可控设备以维持一个或多个上游和/或下游系统的操作以继续预热氢气。
[0175]
此外，不存在污染物可用于确定上游和/或下游系统是否正常运行。在这方面，可以在未检测到污染物时确定上游和/或下游系统的健康状况，并且可以控制一个或多个可控设备以依据污染物是否是希望的来调节或维持此类上游和/或下游系统的操作。
[0176]
图25是根据本公开的示例方面的使用超声波燃料流量传感器的一个或多个换能器确定流过导管的介质内是否存在污染物的方法700的流程图。
[0177]
在702，方法700包括使超声波流量传感器的第一换能器通过流过导管的介质向超声波流量传感器的第二换能器发射超声波信号。在一些实施方式中，第一换能器位于第二换能器的上游。在其他实施方式中，第一换能器位于第二换能器的下游。
[0178]
在704，方法700包括确定超声波信号的飞行时间，超声波信号的飞行时间指示超声波信号穿越介质并返回到第一换能器所用的时间。
[0179]
在706，方法700包括将超声波信号的飞行时间与基线飞行时间进行比较。例如，基线tof可以对应于超声波信号穿越介质、从第二换能器回响并返回到第一换能器的预期时间。
[0180]
在708，方法700包括至少部分地基于超声波信号的飞行时间和基线飞行时间之间的比较来确定是否存在污染物。在一些实施方式中，当超声波信号的tof在基线tof的预定时间范围内时，确定介质内不存在污染物。相反，当超声波信号的tof不在基线tof的预定时
间范围内时，一个或多个处理器可以确定介质内存在污染物。在一些进一步的实施方式中，方法700可以包括生成指示介质内存在污染物的警报。可以将警报提供给维护人员、机组成员、实体等。
[0181]
在一些进一步的实施方式中，方法700可以包括使第二换能器通过流过导管的介质向第一换能器发射第二超声波信号。方法700还可包括确定第二超声波信号的飞行时间，第二超声波信号的飞行时间指示第二超声波信号穿越介质并返回到第二换能器所用的时间。此外，方法700可以包括将第二超声波信号的飞行时间与第二基线飞行时间进行比较。例如，第二基线tof可以对应于第二超声波信号穿越介质、从第一换能器回响并返回到第二换能器的预期时间。在这样的实施方式中，除了第一换能器发射的超声波信号的飞行时间和基线时间之间的比较之外，还可以使用第二超声波信号的飞行时间和第二基线飞行时间之间的比较。例如，当两个比较都指示存在污染物时，可以生成指示相同的警报，例如利用高置信度分数。当只有一个比较指示存在污染物时，警报可以指示存在污染物、换能器发生故障和/或两者。当两个比较均未指示污染物存在于介质中时，可以生成指示相同的警报，例如利用高置信度分数。
[0182]
根据本公开的又一方面，提供了一种设置燃料流量传感器组件的一个或多个换能器的激励频率的方法。在一个示例方面，设置激励频率的方法包括以一个或多个激励频率激励燃料流量传感器组件的换能器，使得换能器引导一个或多个超声波信号通过流过导管的介质。测量或以其他方式确定一个或多个超声波信号的振幅。振幅可以在与发射换能器间隔开的另一个换能器处和/或在超声波信号回响回到发射换能器之后在发射换能器处被测量。可以基于确定的振幅来确定数据点，其中给定数据点由超声波信号的振幅和频率限定。基于一个或多个数据点，可以确定振幅响应传递函数。例如，预限定模型(例如，预限定的衰减模型)可以拟合到数据点，例如，基于它们彼此的相对位置和它们的振幅大小。拟合的预限定模型可以给出合成的振幅响应传递函数。然后可以基于振幅响应传递函数来选择要设置发射换能器的激励频率。作为一个示例，振幅响应传递函数可用于选择激励频率作为对应于最大振幅响应(确定为不是噪声)的频率。作为另一个示例，振幅响应传递函数可用于选择激励频率作为提供最佳信噪比(snr)的频率。
[0183]
因此，这种方法可以用于基于在不同频率捕获的振幅响应来设置一个或多个换能器的激励频率。有利地，可以使用这样的方法以预定间隔、在满足条件时等，实时连续地设置或更新给定换能器的激励频率，使得燃料流量传感器组件的给定换能器根据需要设置，例如，优化地设置用于特定目的，例如使snr最大化。如发明人所发现的，与用于设置换能器的激励频率的常规方法相比，这种方法可能需要较少的计算资源并且可能需要感测较少的参数或特征。在这方面，该方法提供了一种用于设置燃料流量传感器组件的换能器的激励频率的有效方式。
[0184]
图26是根据本公开的示例方面的超声波燃料流量传感器组件204的示意图。超声波燃料流量传感器组件204包括超声波燃料流量传感器200，其包括第一换能器210和与第一换能器210间隔开的第二换能器220。第一换能器210和第二换能器220定位在导管202内，导管202布置成使介质(例如，燃料)流过其中。对于图26所示的实施例，第一换能器210位于第二换能器220的上游。在这方面，流过导管202的燃料在图26中沿从左到右的方向流动，用箭头f表示。第一换能器210与第二换能器220间隔开。具体地，第一换能器210与第二换能器
220间隔开长度l，该长度是跨越第一换能器210和第二换能器220的面之间的距离。此外，对于该实施例，第一换能器210和第二换能器220在平行于流过导管202的流体的流动轴线的方向上彼此间隔开。第一换能器210和第二换能器220通常与流动轴线对齐。然而，在替代实施例中，第一换能器210和第二换能器220不需要与流动轴线对齐。例如，在一些实施例中，第一换能器210和第二换能器220可以偏离流动轴线，例如，使得第一换能器210和第二换能器220在相对于流动轴线的对角线上操作。此外，在其他示例实施例中，第二换能器220可以定位在第一换能器210的上游。
[0185]
超声波燃料流量传感器组件204还包括电子箱、第一电路206和第二电路208。第一电路206包括多个电联接的第一部件，包括第一换能器210(其也是超声波燃料流量传感器200的一部分)、第一信号生成器212、第一驱动器214和电子箱110的第一输入/输出电路112。第二电路208包括多个电联接的第二部件，包括第二换能器220(其也是超声波燃料流量传感器200的一部分)、第二信号生成器222、第二驱动器224和电子箱110的第二输入/输出电路114。
[0186]
对于图26所示的实施例，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为使第一换能器210以一个或多个第一激励频率es1被激励，使得第一换能器210引导一个或多个第一超声波信号us1通过流过导管202的介质(例如，燃料)。如图26所示，一个或多个第一超声波信号us1被示为朝向第二换能器220引导。电子箱110的一个或多个处理器120还被配置为在一个或多个第一激励频率es1中的一个或多个频率下，确定在第二换能器220处接收的一个或多个第一超声波信号us1的振幅，和/或回响回到第一换能器210(由us1-r表示)并由第一换能器210接收的一个或多个第一超声波信号的振幅。在这方面，例如，在第二换能器220处和/或在回响到第一换能器210之后在第一换能器210处，可以确定一个或多个第一超声波信号us1的衰减。
[0187]
此外，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在一个或多个频率下在第二换能器220处接收的一个或多个第一超声波信号us1的振幅，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第一振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于在一个或多个频率下回响回到第一换能器210(由us1-r表示)并且由第一换能器210接收的一个或多个第一超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第三振幅响应传递函数。
[0188]
例如，如图27所示，示意性地描绘了在一个或多个第一激励频率es1的一个或多个频率下在第二换能器220处接收的振幅，其中每个框表示对于一个或多个第一激励频率es1中的给定一个第一激励频率，在第二换能器220处接收的第一超声波信号的振幅。如图所示，在一个或多个第一激励频率es1中的一个或多个频率下在第二换能器220处接收的振幅用于确定与燃料流量传感器组件204相关联的第一振幅响应传递函数tf1，或者更具体地，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第一电路206和第二电路208的第一振幅响应传递函数tf1。在这方面，第一振幅响应传递函数tf1对在一个或多个频率下的燃料流量传感器组件204的第一电路206和第二电路208的振幅响应进行建模。
[0189]
第一振幅响应传递函数tfl可以对第一电路206和第二电路208的振幅响应建模，作为频率的函数。在这方面，第一振幅响应传递函数tf1的每个数据点表示在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅，作为频率的函数。在备选实施例中，第一振幅响应
传递函数tf1可以对振幅比率建模，作为频率的函数，其中振幅比率是在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅与在被激励时第一换能器210处的第一超声波信号us1的振幅的比率，反之亦然。第一振幅响应传递函数tf1的形状取决于给定的燃料流量传感器组件204，或者更确切地说，它的布置、换能器特征、相关电路等。
[0190]
在一些实施例中，参考图28，可以通过将预限定函数或预限定模型tf1-m拟合到一个或多个数据点d-1、d-2、d-3来确定第一振幅响应传递函数tf1，其中每个数据点d-1、d-2，d-3表示在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅的值(或振幅比率)，作为频率的函数。对于图28的描绘示例，第一数据点d-1对应于在第一频率f-1下在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅，第二数据点d-2对应于在第二频率f-2下在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅，并且第三数据点d-3对应于在第二频率f-3下在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅。如图28所示，预限定模型tf1-m被拟合到数据点d-1、d-2、d-3(在图28中向下且向左移动)。预限定模型tf1-m的合成位置对应于第一振幅响应传递函数tf1。在备选实施例中，可以通过绘制数据点d-1、d-2、d-3，然后将数据点d-1、d-2、d-3连接成线来确定第一振幅响应传递函数tf1。合成线对应于确定的第一振幅响应传递函数tf1。
[0191]
如图27进一步所示，示意性地描绘了在一个或多个第一激励频率es1中的一个或多个频率处在第一换能器210处接收的第一超声波信号us1的振幅，其中每个框表示针对一个或多个第一激励频率es1中的给定一个第一激励频率，在第一换能器210处接收的振幅。如图所示，在一个或多个第一激励频率es1中的一个或多个频率下在第一换能器210处接收的振幅用于确定与燃料流量传感器组件204相关联的第三振幅响应传递函数tf3，或者更具体地，确定与燃料流量传感器组件204的第一电路206相关联的第三振幅响应传递函数tf3。在这方面，第三振幅响应传递函数tf3对燃料流量传感器组件204的第一电路206(而不是第二电路208)的振幅响应进行建模。
[0192]
第三振幅响应传递函数tf3可以对振幅响应建模，作为频率的函数。在这方面，第三振幅响应传递函数tf3的每个数据点表示在第一换能器210处接收的第一超声波信号us1的振幅的值，作为频率的函数。在备选实施例中，第三振幅响应传递函数tf可以对振幅比率建模，作为频率的函数，其中振幅比率是在第一换能器210处接收的第一超声波信号us1的振幅与在被激励时第一换能器210处的第一超声波us1的振幅的比率，反之亦然。第三振幅响应传递函数tf3的形状取决于给定的燃料流量传感器组件204。在一些实施例中，第三振幅响应传递函数tf3可以通过将预限定函数或预限定模型拟合到一个或多个数据点来确定，其中，每个数据点表示在第二换能器220处接收的第一超声波信号us1的振幅(或振幅比率)，作为频率的函数。预限定模型可以被拟合到数据点，如上面参考图28所解释的。第三振幅响应传递函数tf3也可以用其他合适的方式来确定，例如这里描述的任何方式。
[0193]
在一些实施例中，参考图26和27，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为至少部分地基于第一振幅响应传递函数tf1和/或第三振幅响应传递函数tf3来选择第一换能器210的激励频率。作为一个示例，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为使用第一振幅响应传递函数tf1和/或第三幅响应传递函数tf3来选择使燃料流量传感器组件204的信噪比最大化的激励频率。作为另一示例，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为选择如下激励频率：该激励频率对应于燃料流量传感器组件204以最小功率水平操作
但仍提供预限定水平的测量准确度(例如，95％的准确度)。
[0194]
在更进一步的实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为选择激励频率，作为对应于给定振幅响应传递函数的峰值振幅(最大峰值或对应于最大接收振幅的峰值)的频率。例如，参考图28，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为选择激励频率，作为对应于f-1的频率，因为该频率对应于第一振幅响应传递函数tf1的峰值振幅。在一些情况下，振幅响应传递函数的峰值振幅可能不对应于测量的数据点，而是对应于振幅响应传递函数的最大峰值，而不管最大峰值是否是测量的数据点。
[0195]
在又一些实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为选择激励频率，作为对应于沿振幅响应传递函数的预限定点的频率。例如，通过测试，可以确定沿振幅响应传递函数的特定预限定点提供了信噪比和操作所需的功率的最佳平衡。例如，参考图28，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为选择激励频率，作为对应于f-1.5的频率，因为该频率对应于第一振幅响应传递函数tf1的预限定点p-p。
[0196]
在一些进一步的实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为跟踪在两个或更多个不同采样时间(例如，在第一采样时间和在不同的第二采样时间)选择的激励频率。电子箱110的一个或多个处理器120然后被配置为至少部分地基于跟踪的激励频率来监测燃料流量传感器组件204的健康状况。例如，可以通过确定在两个或更多个不同采样时间中的一个采样时间采样的一个选择激励频率与两个或更多个不同采样时间中的另一个采样时间采样的另一个选择激励频率之间的差来确定燃料流量传感器组件204的健康状况。满足阈值的差可用于确定燃料流量传感器组件204的不可接受的退化。该差的大小可用于确定提供给健康系统、操作员等的警报的优先级。
[0197]
在一些替代实施例中，取代跟踪在两个或更多个不同采样时间选择的激励频率，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为跟踪在两个或更多个不同采样时间(例如，在第一采样时间和在不同的第二采样时间)的燃料流量传感器组件204的信噪比。电子箱110的一个或多个处理器120然后被配置为至少部分地基于跟踪的信噪比来监测燃料流量传感器组件204的健康状况。例如，可以通过确定在两个或更多个不同采样时间中的一个采样时间确定的一个信噪比与在两个或更多个不同采样时间中的另一个采样时间确定的另一个信噪比之间的差来确定燃料流量传感器组件204的健康状况。满足阈值的差可用于确定燃料流量传感器组件204的不可接受的退化。该差的大小可用于确定提供给健康系统、操作员等的警报的优先级。在一些情况下，即使激励频率不随时间改变，但所确定的信噪比会改变，燃料流量传感器组件204也可能退化，这可能指示退化。因此，除了选择的激励频率之外或替代选择的激励频率，跟踪信噪比可能是有益的。
[0198]
在一些实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为将第一振幅响应传递函数tfl和第三振幅响应传递函数tf3组合成组合振幅响应传递函数tfc。以此方式，组合振幅响应传递函数tfc可以基于基于在第二换能器220处接收的一个或多个第一超声波信号us1的一个或多个振幅确定的传递函数和基于在第一换能器210处接收的一个或多个回响的第一超声波信号us1-r的一个或多个振幅确定的传递函数。在这方面，可以以提高的准确度来选择所选择的激励频率。
[0199]
在一些进一步的实施例中，如图26所示，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为使第二换能器220以一个或多个第二激励频率es2被激励，使得第二换能器220引导一
个或多个第二超声波信号us2通过流过导管202的介质。如图26所示，一个或多个第二超声波信号us2被示为朝向第一换能器210引导。电子箱110的一个或多个处理器120还被配置为在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下，确定在第一换能器210处接收的一个或多个第二超声波信号us2的振幅，和/或回响回到第二换能器220(由us2-r表示)并由第二换能器220接收的一个或多个第二超声波信号的振幅。在这方面，例如，在第一换能器210处和/或在回响回到第二换能器220之后在第二换能器220处，可以确定一个或多个第二超声波信号us2的衰减。
[0200]
此外，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下在第一换能器210处接收的一个或多个第二超声波信号us2的振幅，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第二振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下回响回到第二换能器220(由us2-r表示)并且由第二换能器220接收的一个或多个第二超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第四振幅响应传递函数。
[0201]
例如，如图27所示，示意性地描绘了在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下在第一换能器210处接收的一个或多个第二超声波信号us2的振幅，其中每个框表示对于一个或多个第二激励频率es2中的给定一个第二激励频率，在第一换能器210处接收的振幅。如图所示，在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下在第一换能器210处接收的振幅用于确定与燃料流量传感器组件204相关联的第二振幅响应传递函数tf2，或者更具体地，确定与燃料流量传感器组件204相关联的第一电路206和第二电路208的第二振幅响应传递函数tf2。在这方面，第二振幅响应传递函数tf2对燃料流量传感器组件204的第一电路206和第二电路208的振幅响应进行建模。
[0202]
如图27进一步所示，示意性地描绘了在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下在第二换能器220处回响和接收的第二超声波信号us2的振幅，其中每个框表示对于一个或多个第二激励频率es2中的给定一个第二激励频率，在第二换能器220处接收的振幅。如图所示，在一个或多个第二激励频率es2中的一个或多个频率下在第二换能器220处接收的振幅用于确定与燃料流量传感器组件204相关联的第四振幅响应传递函数tf4，或更具体地，确定与燃料流量传感器组件204的第二电路208相关联的第四振幅响应传递函数tf4。在这方面，第四振幅响应传递函数tf4对燃料流量传感器组件204的第二电路208(而不是第一电路206)的振幅响应建模。第二振幅响应传递函数和第四振幅响应传递函数可以分别如上关于第一振幅响应传递函数和第三振幅响应传递函数所描述的那样被确定。
[0203]
在一些实施例中，参考图26和27，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为至少部分地基于第二振幅响应传递函数tf2和/或第四振幅响应传递函数tf4来选择用于第二换能器220的激励频率。作为一个示例，电子箱110的一个或多个处理器120可以被配置为使用第二振幅响应传递函数tf2和/或第四振幅响应传递函数tf4来选择使燃料流量传感器组件204的信噪比最大化的激励频率。作为另一示例，电子箱110的一个或多个处理器120可以配置为选择第二换能器220的激励频率，该激励频率对应于燃料流量传感器组件204以最小功率水平操作但仍提供预限定水平的测量准确度(例如95％的准确度)的频率。在一些其他实施例中，第二换能器220的激励频率被选择为对应于给定振幅响应传递函数的峰值振幅，
其可能与或可能不与测量数据点相关联。在进一步的实施例中，第二换能器220的激励频率被选择为对应于沿振幅响应传递函数的预限定点。
[0204]
在一些进一步的实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为跟踪在两个或更多个不同采样时间(例如，在第一采样时间和在不同的第二采样时间)选择的激励频率。电子箱110的一个或多个处理器120然后被配置为至少部分地基于跟踪的激励频率来监测燃料流量传感器组件204的健康状况。例如，可以通过确定在两个或更多个不同采样时间中的一个采样时间采样的一个选择激励频率与两个或更多个不同采样时间中的另一个采样时间采样的另一个选择激励频率之间的差来确定燃料流量传感器组件204的健康状况。满足阈值的差可用于确定燃料流量传感器组件204的不可接受的退化。该差的大小可用于确定提供给健康系统、操作员等的警报的优先级。
[0205]
在一些实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为将第二振幅响应传递函数tf2和第四振幅响应传递函数tf4组合成组合振幅响应传递函数tfc。以这种方式，组合振幅响应传递函数tfc可以基于基于在第一换能器210处接收的第二超声波信号us2的一个或多个振幅确定的传递函数和基于在第二换能器220处接收的回响的第二超声波信号us2的一个或多个振幅确定的传递函数。在这方面，可以以提高的准确度来选择为第二换能器220选择的激励频率。
[0206]
在一些实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为将第三振幅响应传递函数tf3和第四振幅响应传递函数tf4组合成组合振幅响应传递函数tcf。在其他实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为将第一振幅响应传递函数tf1和第二振幅响应传递函数tf2组合成组合振幅响应传递函数tcf。在又一些实施例中，电子箱110的一个或多个处理器120被配置为将第一tf1、第二tf2、以及第三振幅响应传递函数tf3和第四振幅响应传递函数tf4中的至少一个组合成组合振幅响应传递函数tcf。在一些实施例中，可以将第一、第二、第三和第四传递函数tf1、tf2、tf3和tf4的任何组合组合成组合振幅响应传递函数tcf，如图27所示。即，第一、第二、第三、第四传递函数tf1、tf2、tf3和/或tf4可以组合为tf1-tf2；tf1-tf3；tf1-tf4；tf2-tf3；tf2-tf4；tf3-tf4；tf1-tf2-tf3；tf1-tf2-tf4；tf1-tf3-tf4；tf2-tf3-tf4；和tf1-tf2-tf3-tf4。
[0207]
图29是根据本公开的示例方面的确定与燃料流量传感器组件相关联的振幅响应传递函数的方法800的流程图。
[0208]
在802，方法800包括以一个或多个第一激励频率激励燃料流量传感器组件的第一换能器，使得第一换能器引导一个或多个第一超声波信号通过流过导管的介质。可以通过传输多个不同激励信号的宽带信号在不同时间或在单个时间以不同的第一激励频率激励第一换能器，每个激励信号具有不同的频率。
[0209]
在804，方法800包括在一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在燃料流量传感器组件的第二换能器处接收的一个或多个第一超声波信号的振幅和/或回响回到第一换能器并由第一换能器接收的一个或多个第一超声波信号的振幅。
[0210]
在806，方法800包括确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在第二换能器处接收的一个或多个第一超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件相关联的第一振幅响应传递函数；以及ii)至少部分地基于回响会到第一换能器并由第一换能器接收的一个或多个第一超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件相关联的第三振幅响应传递
函数。可以通过将预限定模型拟合到一个或多个数据点来确定第一振幅响应传递函数，其中每个数据点表示在给定频率下在第二换能器处的第一超声波信号的测量振幅。可以通过将预限定模型拟合到一个或多个数据点来确定第三振幅响应传递函数，其中每个数据点表示在给定频率下回响回到第一换能器处并在第一换能器处接收的第一超声波信号的测量振幅。
[0211]
第一振幅响应传递函数对燃料流量传感器组件的第一电路和第二电路处的一个或多个第一超声波信号的振幅响应进行建模，第一电路包括多个电联接的第一部件，包括第一换能器、第一信号生成器、第一驱动器和电子箱的第一输入/输出电路，第二电路包括多个电联接的第二部件，包括第二换能器、第二信号生成器、第二驱动器、电子箱的第二输入/输出电路。第三振幅响应传递函数对燃料流量传感器组件的第一电路处而不是第二电路处的一个或多个第一超声波信号的振幅响应进行建模。
[0212]
在808，方法800包括使用第一振幅响应传递函数和第三振幅响应传递函数中的一个或两个来选择用于第一换能器的激励频率。例如，在一些实施方式中，选择激励频率以使燃料流量传感器组件的信噪比最大化。在其他实施方式中，选择激励频率以对应于燃料流量传感器组件以最小功率水平操作但仍提供预限定水平的测量准确度的频率。在一些其他实施方式中，选择激励频率以对应于给定振幅响应传递函数的峰值振幅，其可能与或可能不与测量数据点相关联。在进一步的实施方式中，选择激励频率以对应于沿振幅响应传递函数的预限定点。
[0213]
在一些实施方式中，第一换能器定位于第二换能器的上游。在其他实施方式中，第二换能器定位于第一换能器的上游。
[0214]
在一些其他实施方式中，方法800可以包括跟踪在两个或更多个不同采样时间处选择的激励频率。在这样的实施方式中，方法800还可以包括至少部分地基于所跟踪的激励频率来监测燃料流量传感器组件的健康状况。此外，在这样的实施方式中，可以通过确定在两个或更多个不同采样时间中的一个采样时间采样的一个激励频率与在两个或更多个不同采样时间中的另一个采样时间采样的另一个激励频率之间的差来确定燃料流量传感器组件的健康状况。
[0215]
在一些进一步的实施方式中，方法800包括以一个或多个第二激励频率激励第二换能器，使得第二换能器引导第二超声波信号通过流过导管的介质。此外，方法800包括在一个或多个第二激励频率的一个或多个频率下，确定在第一换能器处接收的第二超声波信号的振幅和/或回响回到第二换能器并被第二换能器接收的第二超声波信号的振幅。此外，方法800包括确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在第一换能器处接收的一个或多个第二超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件相关联的第二振幅响应传递函数；以及ii)至少部分地基于回响回到第二换能器并由第二换能器接收的一个或多个第二超声波信号的振幅，确定与燃料流量传感器组件相关联的第四振幅响应传递函数。第二振幅响应传递函数对燃料流量传感器组件的第一电路和第二电路处的第二超声波信号的振幅响应进行建模。第四振幅响应传递函数对燃料流量传感器组件的第二电路处而不是第一电路处的第二超声波信号的振幅响应进行建模。
[0216]
在一些实施方式中，方法800包括将第一振幅响应传递函数和第三振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第二振幅响应传递
函数和第四振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第三振幅响应传递函数和第四振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第一振幅响应传递函数和第二振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第一振幅响应传递函数、第二振幅响应传递函数、以及第三和第四振幅响应传递函数中的至少一个组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第三、第四、以及第一和第二振幅响应传递函数中的至少一个组合成组合振幅响应传递函数。在一些实施方式中，方法800包括将第一、第二、第三和第四振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。
[0217]
图30提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统500。本文公开的电子箱110和/或电子引擎控制器160可以包括计算系统500中的一个、一些或所有部件。如图所示，计算系统500可以包括一个或多个计算设备510。计算设备510可以包括一个或多个处理器510a和一个或多个存储器设备510b。一个或多个处理器510a可以包括任何合适的处理设备，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑设备和/或其他合适的处理设备。一个或多个存储器设备510b可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非瞬态计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器设备。
[0218]
一个或多个存储器设备510b可存储可由一个或多个处理器510a访问的信息，包括可由一个或多个处理器510a执行的计算机可执行或计算机可读指令510c。指令510c可以是当由一个或多个处理器510a执行时使一个或多个处理器510a执行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令510c可以由一个或多个处理器510a执行以使一个或多个处理器510a执行操作，例如计算系统500和/或计算设备510被配置的任何操作和功能。指令510c可以是用任何合适的编程语言或硬件和/或固件编写的软件。另外和/或替代地，指令510c可以在处理器510a上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。存储器设备510b可以进一步存储可以由处理器510a访问的数据510d。
[0219]
计算设备510还可以包括网络接口510e，用于例如与系统500的其他部件通信(例如，经由网络)。网络接口510e可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适的部件。一个或多个外部设备，例如外部遥控器，可以被配置为从计算设备510接收一个或多个命令或向计算设备510提供一个或多个命令。
[0220]
本文所讨论的技术参考了基于计算机的系统和由基于计算机的系统采取的动作以及向和从基于计算机的系统发送的信息。本领域的普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许在部件之间对任务和功能进行多种可能的配置、组合和划分。例如，本文讨论的过程可以使用单个计算设备或多个组合工作的计算设备来实现。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实现，也可以分布在多个系统上。分布式部件可以按顺序或并行操作。
[0221]
尽管可以在一些附图中而不在其他附图中示出各种实施例的特定特征，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来引用和/或要求附图的任何特征。
[0222]
该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开
的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元素，则它们旨在处于权利要求的范围内。
[0223]
进一步的方面由以下条款的主题提供：
[0224]
1.一种系统，其特征在于，包括：第一换能器，所述第一换能器被布置成引导超声波信号通过导管；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开，并被布置成引导超声波信号通过所述导管；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的复阻抗谱，所述第一数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的电压与电流的比率以及当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差以及当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；以及至少部分地基于与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱来设置要被引导到所述第二换能器的一个或多个第二激励信号的一个或多个特征。
[0225]
2.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中使所述第一换能器一次一个地以所述第一激励频率的第一激励信号和以所述第二激励频率的第二激励信号被激励。
[0226]
3.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中使所述第一换能器同时以所述第一激励频率的第一激励信号和以所述第二激励频率的第二激励信号被激励，所述第一激励信号具有第一相位并且所述第二激励信号具有第二相位。
[0227]
4.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述模型是巴特沃斯范戴克模型。
[0228]
5.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：使所述第二换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，与所述第二换能器相关联的所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第二数据集，确定与所述第二换能器相关联的复阻抗谱，所述第二数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的电压与电流的比率、和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差、和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；和至少部分地基于与所述第二换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第一换能器的一个或多个第一激励信号的一个或多个特征。
[0229]
6.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：使所述第二换能器被所述一个或多个第二激励信号激励，使得所述第二换能器将所述超声波信号引导至所述第一换能器；和使所述第一换能器被所述一个或多个第一激励信号激励，使得所述第一换能器将所述超声波信号引导至所述第二换能器。
[0230]
7.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中：i)引导至所述第二换能器的所述一个或多个第二激励信号使得所述第二换能器以多个激励频率被激励，并且其中所述第二换能器被激励的所述多个激励频率各自在先前时间步长与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率的预定范围内；和ii)引导至所述第一换能器的所述一个或多个第一激励信号使
得所述第一换能器以多个激励频率被激励，并且其中所述第一换能器被激励的所述多个激励频率各自在所述先前时间步长与所述第二换能器相关联的峰值谐振频率的预定范围内。
[0231]
8.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中在至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱时，所述一个或多个处理器被配置为：确定与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率，所述峰值谐振频率对应于通过将所述模型拟合到所述第一数据集而确定的最小阻抗；和确定在所述峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围，并且其中，在所述峰值谐振频率的所述预定范围内的所述激励频率范围和与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱相关。
[0232]
9.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中至少部分地基于接收阈值来设置所述预定范围的下限和上限，所述接收阈值被设置为预选阻抗值。
[0233]
10.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中在至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱时，所述一个或多个处理器被配置为：生成由复阻抗和所述第一激励频率限定的第一数据点，至少部分地基于当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率来确定与所述第一数据点相关联的所述复阻抗；生成由复阻抗和所述第二激励频率限定的第二数据点，至少部分地基于当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率来确定与所述第二数据点相关联的所述复阻抗；和将所述模型拟合到至少所述第一数据点和所述第二数据点。
[0234]
11.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中，所述一个或多个特征至少包括要被引导至所述第二换能器的所述激励信号的激励频率和振幅。
[0235]
12.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中至少部分地基于与所述第二换能器相关联的所述复阻抗谱来实时设置被引导至所述第一换能器的所述一个或多个第一激励信号的所述一个或多个特征。
[0236]
13.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述导管限定轴向方向，并且其中，所述系统还包括：第三换能器，所述第三换能器沿所述轴向方向与所述第一换能器平齐布置；第四换能器，所述第四换能器沿所述轴向方向与所述第二换能器平齐布置；并且其中所述第一换能器和所述第二换能器具有相同的设计谐振频率，并且所述第三换能器和所述第四换能器具有相同的设计谐振频率，所述第一换能器和所述第二换能器的所述设计谐振频率不同于所述第三换能器和所述第四换能器的所述设计谐振频率。
[0237]
14.根据前述条款中的任一项所述的系统，还包括：第三换能器；和第四换能器，所述第四换能器与所述第二换能器偏离，使得所述第三换能器和所述第四换能器之间的信号路径长度大于所述第一换能器和所述第二换能器之间的信号路径长度，并且其中所述第一换能器和所述第二换能器具有相同的设计谐振频率，并且所述第三换能器和所述第四换能器具有相同的设计谐振频率，所述第一换能器和所述第二换能器的所述设计谐振频率不同于所述第三换能器和所述第四换能器的所述设计谐振频率。
[0238]
15.一种方法，包括：以多个不同激励频率激励第一换能器，使得所述第一换能器引导一个或多个超声波信号通过导管至与所述第一换能器间隔开的第二换能器；至少部分地基于将模型拟合到第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的复阻抗谱，对于所述多个不同激励频率中的至少两个频率，所述第一数据集指示i)所述第一换能器处的电压和电
流的比率，以及ii)当以所述多个不同激励频率中的给定一个激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；至少部分地基于与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第二换能器的一个或多个第二激励信号的一个或多个特征；和利用具有所述一个或多个特征的所述一个或多个第二激励信号激励所述第二换能器，使得所述第二换能器引导一个或多个超声波信号通过所述导管至所述第一换能器。
[0239]
16.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：以多个不同第二激励频率激励所述第二换能器，使得所述第二换能器引导一个或多个超声波信号通过所述导管至所述第一换能器；至少部分地基于将所述模型拟合到第二数据集，确定与所述第二换能器相关联的复阻抗谱，对于所述多个不同第二激励频率中的至少两个频率，所述第二数据集指示i)所述第二换能器处的电压和电流的比率，以及ii)当以所述多个不同第二激励频率中的给定一个第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；至少部分地基于与所述第二换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第一换能器的一个或多个第一激励信号的一个或多个特征；和利用具有所述一个或多个特征的所述一个或多个第一激励信号激励所述第一换能器，使得所述第一换能器引导一个或多个超声波信号通过所述导管至所述第二换能器。
[0240]
17.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱包括：生成由复阻抗和所述多个不同激励频率中的第一激励频率限定的第一数据点，至少部分地基于当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的所述比率，确定与所述第一数据点相关联的所述复阻抗；生成由复阻抗和所述多个不同激励频率中的第二激励频率限定的第二数据点，至少部分地基于当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的所述比率，确定与所述第二数据点相关联的所述复阻抗；和将所述模型拟合到至少所述第一数据点和所述第二数据点。
[0241]
18.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱包括：确定与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率，所述峰值谐振频率对应于通过将所述模型拟合到所述第一数据集而确定的最小阻抗；和确定在所述峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围，并且其中，在所述峰值谐振频率的所述预定范围内的所述激励频率范围和与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱相关。
[0242]
19.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行指令由燃料流量测量系统的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：使燃料流量传感器的第一换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，使得所述第一换能器引导一个或多个超声波信号通过导管至所述燃料流量传感器的第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开，所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的复阻抗谱，所述第一数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的电压与电流的比率和当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差和当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位
差；和至少部分地基于与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至与所述第一换能器间隔开的所述第二换能器的一个或多个第二激励信号的一个或多个特征。
[0243]
20.根据前述条款中的任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中当所述计算机可执行指令由所述燃料流量测量系统的所述一个或多个处理器执行时，进一步使所述一个或多个处理器：使所述第二换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，使得所述第二换能器引导一个或多个超声波信号通过所述导管至所述第一换能器，所述第二换能器被激励的所述第一激励频率和第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将所述模型拟合到第二数据集，确定与所述第二换能器相关联的复阻抗谱，所述第二数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的电压与电流的比率和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；和至少部分地基于与所述第二换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第一换能器的一个或多个第一激励信号的一个或多个特征。
[0244]
21.一种系统，包括：第一换能器；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器以一个或多个第一激励频率被激励，使得所述第一换能器引导第一超声波信号通过流过导管的介质至所述第二换能器；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在沿所述第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的所述第一超声波信号的振幅；通过将衰减模型拟合到第一数据点，确定所述介质的一个或多个特征，所述第一数据点中的每一个数据点由以下限定：沿所述第一穿越路径的所述两个或更多个点中的给定一个点处的所述第一超声波信号的所述振幅、所述第一超声波信号已经穿越所述介质到所述两个或更多个点中的所述给定一个点的总距离、以及激励所述第一换能器的所述一个或多个第一激励频率中的所述频率；和至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的介质类型进行分类。
[0245]
22.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中沿着所述第一超声波信号的所述第一穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第一换能器处的第一点和位于所述第二换能器处的第二点。
[0246]
23.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中：所述第一穿越路径至少包括跨越在所述第一换能器和所述第二换能器之间的第一段以及跨越在所述第二换能器和所述第一换能器之间的第二段，其中当所述第一换能器被激励时，所述第一超声波信号沿着所述第一段从所述第一换能器穿越到所述第二换能器，至少从所述第二换能器回响，并且沿着所述第二段从所述第二换能器穿越到所述第一换能器，并且其中沿着所述第一超声波信号的所述第一穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第一换能器处并且对应于所述第一穿越路径的所述第一段的第一点、位于所述第二换能器处并且对应于在所述第一穿越路径的所述第一段和所述第二段之间的过渡点的第二点、以及位于所述第一换能器处并对应于所述第一穿越路径的所述第二段的第三点。
[0247]
24.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：使所述第二换能器以一个或多个第二激励频率被激励，使得所述第二换能器引导第二
超声波信号通过所述介质至所述第一换能器；和在所述一个或多个第二激励频率中的一个或多个频率下，确定在沿所述第二超声波信号的第二穿越路径的两个或更多个点处的所述第二超声波信号的振幅，以及其中在确定所述介质的所述一个或多个特征时，所述一个或多个处理器被配置为将所述衰减模型拟合到除了所述第一数据点之外的第二数据点，每个所述第二数据点由以下限定：沿所述第二穿越路径的所述两个或更多个点中的给定一个点处的所述第二超声波信号的所述振幅、所述第二超声波信号已经穿越所述介质到沿所述第二穿越路径的所述两个或更多个点中的所述给定一个点的总距离、以及激励所述第二换能器的所述一个或多个第二激励频率中的所述频率。
[0248]
25.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中：所述第二穿越路径至少包括跨越在所述第二换能器和所述第一换能器之间的第一段以及跨越在所述第一换能器和所述第二换能器之间的第二段，其中当所述第二换能器被激励时，所述第二超声波信号沿着所述第一段从所述第二换能器穿越到所述第一换能器，至少从所述第一换能器回响，并沿着所述第二段从所述第一换能器穿越到所述第二换能器，并且其中沿所述第二超声波信号的所述第二穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第二换能器处并且对应于所述第二穿越路径的所述第一段的第一点、位于所述第一换能器处并且对应于在所述第二穿越路径的所述第一段和所述第二段之间的过渡点的第二点、以及位于所述第二换能器处并对应于所述第二穿越路径的所述第二段的第三点。
[0249]
26.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中拟合到所述第一数据点的所述衰减模型的合成函数与所述介质的所述一个或多个特征相关。
[0250]
27.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中在至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和所述一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的所述介质类型进行分类时，所述一个或多个处理器被配置为将所述合成函数与多个基线函数进行比较，每个所述基线函数对应于预定介质类型。
[0251]
28.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中与所述多个基线函数中的最接近地匹配所述合成函数的基线函数相关联的所述预定介质类型被分类为流过所述导管的所述介质的所述介质类型。
[0252]
29.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：对于所述一个或多个第一激励频率中的每一个，确定在沿所述第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的所述第一超声波信号的所述振幅，并且其中在通过将所述衰减模型拟合到所述第一数据点，确定所述介质的所述一个或多个特征时，所述一个或多个处理器被配置为：将所述衰减模型拟合到与所述一个或多个第一激励频率中的每一个第一激励频率相关联的所述第一数据点，以便给出与所述一个或多个第一激励频率中的每一个第一激励频率相关联的合成函数；和至少部分地基于每个所述合成函数，确定集体合成函数，并且其中在至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和所述一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的所述介质类型进行分类时，所述一个或多个处理器被配置为将所述集体合成函数与多个基线函数进行比较。
[0253]
30.一种方法，包括：以一个或多个第一激励频率激励第一换能器，使得所述第一换能器引导第一超声波信号通过流过导管的介质至与所述第一换能器间隔开的第二换能器；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在沿所述第一超声波信
号的第一穿越路径的两个或更多个点处的所述第一超声波信号的振幅；通过将衰减模型拟合到第一数据点，确定所述介质的一个或多个特征，所述第一数据点中的每一个数据点由以下限定：沿所述第一穿越路径的所述两个或更多个点中的给定一个点处的所述第一超声波信号的所述振幅、所述第一超声波信号已经穿越所述介质到所述两个或更多个点中的所述给定一个点的总距离、以及激励所述第一换能器的所述一个或多个第一激励频率中的所述频率；和至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的介质类型进行分类。
[0254]
31.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中沿着所述第一超声波信号的所述第一穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第一换能器处的第一点和位于所述第二换能器处的第二点。
[0255]
32.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中：所述第一穿越路径至少包括跨越在所述第一换能器和所述第二换能器之间的第一段以及跨越在所述第二换能器和所述第一换能器之间的第二段，其中当所述第一换能器被激励时，所述第一超声波信号沿着所述第一段从所述第一换能器穿越到所述第二换能器，从所述第二换能器回响，并沿着所述第二段从所述第二换能器穿越到所述第一换能器，并且其中沿着所述第一超声波信号的所述第一穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第一换能器处并且对应于所述第一穿越路径的所述第一段的第一点、位于所述第二换能器处并且对应于在所述第一穿越路径的所述第一段和所述第二段之间的过渡点的第二点、以及位于所述第一换能器处并对应于所述第一穿越路径的所述第二段的第三点。
[0256]
33.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：以一个或多个第二激励频率激励所述第二换能器，使得所述第二换能器引导第二超声波信号通过所述介质至所述第一换能器；和在所述一个或多个第二激励频率中的一个或多个频率下，确定在沿所述第二超声波信号的第二穿越路径的两个或更多个点处的所述第二超声波信号的振幅，以及其中在确定所述介质的所述一个或多个特征时，所述一个或多个处理器被配置为将所述衰减模型拟合到除了所述第一数据点之外的第二数据点，每个所述第二数据点由以下限定：沿所述第二穿越路径的所述两个或更多个点中的给定一个点处的所述第二超声波信号的所述振幅、所述第二超声波信号已经穿越所述介质到沿所述第二穿越路径的所述两个或更多个点中的所述给定一个点的总距离、以及激励所述第二换能器的所述一个或多个第二激励频率中的所述频率。
[0257]
34.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中：所述第二穿越路径至少包括跨越在所述第二换能器和所述第一换能器之间的第一段以及跨越在所述第一换能器和所述第二换能器之间的第二段，其中当所述第二换能器被激励时，所述第二超声波信号沿着所述第一段从所述第二换能器穿越到所述第一换能器，从所述第一换能器回响，并沿着所述第二段从所述第一换能器穿越到所述第二换能器，并且其中，沿所述第二超声波信号的所述第二穿越路径的所述两个或更多个点包括位于所述第二换能器处并且对应于所述第二穿越路径的所述第一段的第一点、位于所述第一换能器处并且对应于在所述第二穿越路径的所述第一段和所述第二段之间的过渡点的第二点、以及位于所述第二换能器处并对应于所述第二穿越路径的所述第二段的第三点。
[0258]
35.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中拟合到所述第一数据点的所述衰
减模型的合成函数和所述介质的所述一个或多个特征相关。
[0259]
36.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和所述一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的所述介质类型进行分类包括：将所述合成函数与多个基线函数进行比较，每个基线函数对应于预定介质类型。
[0260]
37.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中与所述多个基线函数中的最接近地匹配所述合成函数的基线函数相关联的所述预定介质类型被分类为流过所述导管的所述介质的所述介质类型。
[0261]
38.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：对于所述一个或多个第一激励频率中的每一个，确定在沿所述第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的所述第一超声波信号的振幅，并且其中通过将所述衰减模型拟合到所述第一数据点，确定所述介质的所述一个或多个特征包括：将所述衰减模型拟合到与所述一个或多个第一激励频率中的每一个第一激励频率相关联的所述第一数据点，以便给出与所述一个或多个第一激励频率中的每一个第一激励频率相关联的合成函数；和至少部分地基于每个所述合成函数，确定集体合成函数，并且其中在至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和所述一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的所述介质类型进行分类时，所述一个或多个处理器被配置为将所述集体合成函数与多个基线函数进行比较。
[0262]
39.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行指令由燃料流量测量系统的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：使燃料流量测量系统的第一换能器以一个或多个第一激励频率被激励，使得所述第一换能器引导第一超声波信号通过流过导管的介质至所述燃料流量测量系统的第二换能器；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在沿所述第一超声波信号的第一穿越路径的两个或更多个点处的所述第一超声波信号的振幅；通过将衰减模型拟合到第一数据点，确定所述介质的一个或多个特征，所述第一数据点中的每一个数据点由以下限定：沿所述第一穿越路径的所述两个或更多个点中的给定一个点处的所述第一超声波信号的所述振幅、所述第一超声波信号已经穿越所述介质到所述两个或更多个点中的所述给定一个点的总距离、以及激励所述第一换能器的所述一个或多个第一激励频率中的所述频率；和至少部分地基于所述介质的所述一个或多个特征和一个或多个基线特征之间的比较，对所述介质的介质类型进行分类。
[0263]
40.根据前述条款中的任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中通过将所述衰减模型拟合到所述第一数据点而确定的所述介质的所述一个或多个特征与所述介质的衰减率相关。
[0264]
41.一种系统，包括：第一换能器；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器通过流过导管的介质朝向所述第二换能器发射超声波信号；确定所述超声波信号的飞行时间，所述飞行时间指示所述超声波信号穿越所述介质并返回到所述第一换能器所用的时间；将所述超声波信号的所述飞行时间与基线飞行时间进行比较；和至少部分地基于所述超声波信号的所述飞行时间和所述基线飞行时间之间的比较，确定是否存在污染物。
[0265]
42.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述介质是氢气。
[0266]
43.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述介质是喷射燃料。
[0267]
44.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述污染物是所述介质的沸腾。
[0268]
45.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：当检测到所述污染物时，触发响应，从而调节一个或多个上游系统和/或下游系统控制流过所述导管的所述介质的状态或相位。
[0269]
46.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个上游系统和/或下游系统包括一个或多个热交换器、一个或多个泵、一个或多个流体压缩设备和/或一个或多个散热器和/或热源。
[0270]
47.根据前述条款中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为：当检测到所述污染物时，触发响应，使得一个或多个上游系统和/或下游系统维持当前操作。
[0271]
48.一种方法，包括：使超声波流量传感器的第一换能器通过流过导管的介质向所述超声波流量传感器的第二换能器发射超声波信号；确定所述超声波信号的飞行时间，所述超声波信号的所述飞行时间指示所述超声波信号穿越所述介质并返回到所述第一换能器所用的时间；将所述超声波信号的所述飞行时间与基线飞行时间进行比较；和至少部分地基于所述超声波信号的所述飞行时间和所述基线飞行时间之间的比较，确定是否存在污染物。
[0272]
49.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行指令由流量测量系统的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：使超声波流量传感器的第一换能器通过流过导管的介质向所述超声波流量传感器的第二换能器发射超声波信号；确定所述超声波信号的飞行时间，所述超声波信号的所述飞行时间指示所述超声波信号穿越所述介质并返回到所述第一换能器所用的时间；将所述超声波信号的所述飞行时间与基线飞行时间进行比较；和至少部分地基于所述超声波信号的所述飞行时间和所述基线飞行时间之间的比较，确定是否存在污染物。
[0273]
50.一种系统，包括：第一换能器，所述第一换能器被布置成引导超声波信号通过导管；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开，并布置成引导超声波信号通过所述导管；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率的预定范围内的频率范围，所述第一数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时的阻抗以及当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的阻抗，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的电压和电流之间的相位差以及当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；和至少部分地基于与所述第一换能器相关联的所述频率范围，设置被引导至所述第二换能器的一个或多个第二激励信号的一个或多个特征。
[0274]
51.一种方法，包括：以一个或多个第一激励频率激励燃料流量传感器组件的第一换能器，使得所述第一换能器引导一个或多个第一超声波信号通过流过导管的介质；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在所述燃料流量传感器组件的第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的振幅和/或回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅；和确定以下中的
一个或两个：i)至少部分地基于在所述第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第一振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第三振幅响应传递函数。
[0275]
52.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中，所述第一换能器定位于所述第二换能器的上游。
[0276]
53.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中，所述第二换能器定位于所述第一换能器的上游。
[0277]
54.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：至少部分地基于所述第一振幅响应传递函数和/或所述第三振幅响应传递函数，选择用于所述第一换能器的激励频率。
[0278]
55.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：跟踪在两个或更多个不同采样时间选择的所述激励频率；和至少部分地基于跟踪的激励频率，监测所述燃料流量传感器组件的健康状况。
[0279]
56.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中通过确定在所述两个或更多个不同采样时间中的一个采样时间采样的一个激励频率和在所述两个或更多个不同采样时间中的另一个采样时间采样的另一个激励频率之间的差，确定所述燃料流量传感器组件的所述健康状况。
[0280]
57.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中选择所述激励频率，以使所述燃料流量传感器组件的信噪比最大化。
[0281]
58.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中选择所述激励频率，以对应于所述燃料流量传感器组件以最小功率水平操作但仍提供预限定水平的测量准确度的频率。
[0282]
59.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中所述第一振幅响应传递函数对在所述燃料流量传感器组件的第一电路和第二电路处的所述一个或多个第一超声波信号的振幅响应进行建模，所述第一电路包括多个电联接的第一部件，包括所述第一换能器、第一信号生成器、第一驱动器和电子箱的第一输入/输出电路，所述第二电路包括多个电联接的第二部件，包括所述第二换能器、第二信号生成器、第二驱动器和所述电子箱的第二输入/输出电路。
[0283]
60.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中所述第三振幅响应传递函数对在所述燃料流量传感器组件的第一电路而非第二电路处的所述一个或多个第一超声波信号的振幅响应进行建模，所述第一电路包括多个电联接的第一部件，包括所述第一换能器、第一信号生成器、第一驱动器和电子箱的第一输入/输出电路，所述第二电路包括多个电联接的第二部件，包括所述第二换能器、第二信号生成器、第二驱动器和所述电子箱的第二输入/输出电路。
[0284]
61.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：将所述第一振幅响应传递函数和所述第三振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。
[0285]
62.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：以一个或多个第二激励频率激励第二换能器，使得所述第二换能器引导一个或多个第二超声波信号通过流过所述导管的所述介质；在所述一个或多个第二激励频率中的一个或多个频率下，确定在所述第一换能
器处接收的所述一个或多个第二超声波信号的振幅和/或回响回到所述第二换能器并被所述第二换能器接收的所述一个或多个第二超声波信号的所述振幅；和确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在所述第一换能器处接收的所述一个或多个第二超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第二振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于回响回到所述第二换能器并由所述第二换能器接收的所述一个或多个第二超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第四振幅响应传递函数。
[0286]
63.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中所述第二振幅响应传递函数对在所述燃料流量传感器组件的第一电路和第二电路处的所述一个或多个第二超声波信号的振幅响应进行建模，所述第一电路包括多个电联接的第一部件，包括所述第一换能器、第一信号生成器、第一驱动器和电子箱的第一输入/输出电路，所述第二电路包括多个电联接的第二部件，包括所述第二换能器、第二信号生成器、第二驱动器和所述电子箱的第二输入/输出电路。
[0287]
64.根据前述条款中的任一项所述的方法，其中所述第四振幅响应传递函数对在所述燃料流量传感器组件的第一电路而非第二电路处的所述一个或多个第二超声波信号的振幅响应进行建模，所述第一电路包括多个电联接的第一部件，包括所述第一换能器、第一信号生成器、第一驱动器和电子箱的第一输入/输出电路，所述第二电路包括多个电联接的第二部件，包括所述第二换能器、第二信号生成器、第二驱动器和所述电子箱的第二输入/输出电路。
[0288]
65.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：将所述第二振幅响应传递函数和所述第四振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。
[0289]
66.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：将所述第三振幅响应传递函数和所述第四振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。
[0290]
67.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：将所述第一振幅响应传递函数和所述第二振幅响应传递函数组合成组合振幅响应传递函数。
[0291]
68.根据前述条款中的任一项所述的方法，还包括：将所述第一振幅响应传递函数、所述第二振幅响应传递函数、以及所述第三振幅响应传递函数和所述第四振幅响应传递函数中的至少一个组合成组合振幅响应传递函数。
[0292]
69.一种燃料流量传感器组件，包括：第一换能器；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器以一个或多个第一激励频率被激励，使得所述第一换能器引导一个或多个第一超声波信号通过流过导管的介质；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的振幅和/或回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅；和确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在所述第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第一振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第三振幅响应传递函数。
[0293]
70.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执
行指令由燃料流量传感器组件的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：使燃料流量传感器组件的第一换能器以一个或多个第一激励频率被激励，使得所述第一换能器引导一个或多个第一超声波信号通过流过导管的介质；在所述一个或多个第一激励频率中的一个或多个频率下，确定在第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的振幅和/或回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅；和确定以下中的一个或两个：i)至少部分地基于在所述第二换能器处接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第一振幅响应传递函数；和ii)至少部分地基于回响回到所述第一换能器并由所述第一换能器接收的所述一个或多个第一超声波信号的所述振幅，确定与所述燃料流量传感器组件相关联的第三振幅响应传递函数。
技术特征：1.一种系统，其特征在于，包括：第一换能器，所述第一换能器被布置成引导超声波信号通过导管；第二换能器，所述第二换能器与所述第一换能器间隔开，并被布置成引导超声波信号通过所述导管；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：使所述第一换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的复阻抗谱，所述第一数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的电压与电流的比率和当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差以及当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；和至少部分地基于与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第二换能器的一个或多个第二激励信号的一个或多个特征。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中使所述第一换能器一次一个地以所述第一激励频率的第一激励信号和以所述第二激励频率的第二激励信号被激励。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中使所述第一换能器同时以所述第一激励频率的第一激励信号和以所述第二激励频率的第二激励信号被激励，所述第一激励信号具有第一相位并且所述第二激励信号具有第二相位。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述模型是巴特沃斯范戴克模型。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个处理器还被配置为：使所述第二换能器以第一激励频率和第二激励频率被激励，与所述第二换能器相关联的所述第一激励频率和所述第二激励频率彼此不同；至少部分地基于将模型拟合到第二数据集，确定与所述第二换能器相关联的复阻抗谱，所述第二数据集指示i)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的电压与电流的比率和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压与所述电流的比率，以及ii)当以所述第一激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差和当以所述第二激励频率被激励时所述第二换能器处的所述电压和所述电流之间的相位差；和至少部分地基于与所述第二换能器相关联的所述复阻抗谱，设置被引导至所述第一换能器的一个或多个第一激励信号的一个或多个特征。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个处理器还被配置为：使所述第二换能器被所述一个或多个第二激励信号激励，使得所述第二换能器将所述超声波信号引导至所述第一换能器；和使所述第一换能器被所述一个或多个第一激励信号激励，使得所述第一换能器将所述超声波信号引导至所述第二换能器。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中：i)引导至所述第二换能器的所述一个或多个第二激励信号使得所述第二换能器以多
个激励频率被激励，并且其中所述第二换能器被激励的所述多个激励频率各自在先前时间步长与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率的预定范围内；和ii)引导至所述第一换能器的所述一个或多个第一激励信号使得所述第一换能器以多个激励频率被激励，并且其中所述第一换能器被激励的所述多个激励频率各自在所述先前时间步长与所述第二换能器相关联的峰值谐振频率的预定范围内。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中在至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱时，所述一个或多个处理器被配置为：确定与所述第一换能器相关联的峰值谐振频率，所述峰值谐振频率对应于通过将所述模型拟合到所述第一数据集而确定的最小阻抗；和确定在所述峰值谐振频率的预定范围内的激励频率范围，并且其中，在所述峰值谐振频率的所述预定范围内的所述激励频率范围和与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱相关。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，其中至少部分地基于接收阈值来设置所述预定范围的下限和上限，所述接收阈值被设置为预选阻抗值。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中在至少部分地基于将所述模型拟合到所述第一数据集，确定与所述第一换能器相关联的所述复阻抗谱时，所述一个或多个处理器被配置为：生成由复阻抗和所述第一激励频率限定的第一数据点，至少部分地基于当以所述第一激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率来确定与所述第一数据点相关联的所述复阻抗；生成由复阻抗和所述第二激励频率限定的第二数据点，至少部分地基于当以所述第二激励频率被激励时所述第一换能器处的所述电压与所述电流的比率来确定与所述第二数据点相关联的所述复阻抗；和将所述模型拟合到至少所述第一数据点和所述第二数据点。
技术总结燃料流量测量系统包括超声波燃料流量传感器。燃料流量传感器包括第一换能器和第二换能器。第一换能器以多个不同激励频率被激励，并且在激励期间在第一换能器处感测电压、电流以及电压和电流之间的相位差。基于感测的读数生成数据点，并且将模型拟合到数据点以确定复阻抗谱。复阻抗谱指示在第一换能器的峰值谐振频率范围内的激励频率范围。基于所确定的复阻抗谱来设置被引导至第二换能器的激励信号的一个或多个特征。以这种方式，可以使由第二换能器发射并由第一换能器接收的超声波信号的信噪比最大化。信噪比最大化。信噪比最大化。
技术研发人员：詹姆斯
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/11/1
