提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，通過監(jiān)測在測量過程中開關(guān)閥時刻超聲波在水中順逆流中的傳播時間差的原始采樣數(shù)據(jù)△T的變化，精準的判斷開關(guān)閥的時刻，同時引入主累積流量和臨時累積流量數(shù)據(jù)，只有通過判斷是真正計量的臨時累積流量才會補入主累積流量中，否則將拋棄，以此來保證表計在整個測量過程中的累積體積的準確性，避免多計。本發(fā)明能夠保證表計誤差不會產(chǎn)生跳變，從而提高流量誤差的一致性。本發(fā)明解決了流量誤差在不同的檢測臺體上容易發(fā)生跳變，即受檢測臺體的影響而造成的誤差一致性差的問題。
【專利說明】提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，存在在不同的超聲波熱量表的檢測臺體流量測量誤差不一樣，主要原因在 于各種檢測臺體開關(guān)閥的時間和力度不一樣。在開閥和關(guān)閥的過程中，容易產(chǎn)出水錘現(xiàn)象， 造成開閥、關(guān)閥時流場發(fā)生變化，甚至產(chǎn)生回流情況，從而不能正確判斷出開閥或關(guān)閥的準 確時刻，造成流量計量不準確，出現(xiàn)多計的情況；由此造成誤差的跳變，影響流量測量的精 度，降低了誤差的一致性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種在檢測臺上對超聲波熱量表進行流量檢測時，能精準判 斷開閥和關(guān)閥的準確時刻的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法。
[0004] 本發(fā)明提供的這種提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，該方法 包括開閥判斷方法和關(guān)閥判斷方法， 定義原始數(shù)據(jù)組為時間上連續(xù)的Μ個原始數(shù)據(jù)存儲在一個循環(huán)數(shù)組中；原始數(shù)據(jù)為每 250毫秒所做的超聲波在水中順逆流中的傳播時間差的采樣數(shù)據(jù)；有效的原始數(shù)據(jù)值記為 G，無效的原始數(shù)據(jù)值記為Β ;主累積流量為在保證流量在進行正常計量的情況下，每250毫 秒所做的流量體積的累加值；臨時累積流量為在無法確保流量在進行正常計量的情況下， 每250毫秒所做的流量體積的累加值；定義為在正常計量過程中，最近Μ個連續(xù)為G值 的原始數(shù)據(jù)的滑動平均值；定義為關(guān)閥或異常處理流程下，連續(xù)Μ個原始數(shù)據(jù)中G值的 平均值； (1) 開閥判斷方法； 步驟1，原始數(shù)據(jù)組清零，置全部數(shù)據(jù)為Β值；停止主累積流量計量，停止臨時累積流量 計量；開始檢測原始數(shù)據(jù)； 步驟2,當(dāng)檢測到當(dāng)前原始數(shù)據(jù)為G值時，啟動臨時累積流量計量，停止主累積流量計 量，開始開閥的判斷；將此次計量結(jié)果記入臨時累積流量，同時將當(dāng)前的原始數(shù)據(jù)放入原始 數(shù)據(jù)組； 步驟3,再連續(xù)讀取Ν個原始數(shù)據(jù)，若該Ν個原始數(shù)據(jù)均為G值，即獲取到連續(xù)的Ν+1個 具有G值的原始數(shù)據(jù)，則判斷為開閥，將獲取的Ν+1個臨時累積流量計量補入主累積流量計 量中，臨時累積流量清零，流量進入正常的計量，啟動主累積流量計量，停止臨時累積流量 計量；其中，Ν和Μ必須為正整數(shù)，且（Ν+1)/Μ=75%，Μ彡8; (2) 關(guān)閥判斷方法； 步驟4,在流量進行正常的計量過程中，當(dāng)原始數(shù)據(jù)組出現(xiàn)1個Β值或出現(xiàn)當(dāng)前G值小 于前一次G值的一半時，啟動關(guān)閥的判斷；停止主累積流量的計量，啟動臨時累積流量的計 量；再連續(xù)讀取Μ-1個最新原始數(shù)據(jù)，將每次的計量結(jié)果計入臨時累積流量，同時將此原始 數(shù)據(jù)放入原始數(shù)據(jù)組； 步驟5,獲取所述值和所述4^值； 步驟6,當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例大于60%時，或當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù) 據(jù)為B值的比例為309Γ60%且< 0. 75 成立時，則判斷為關(guān)閥，將該所有為B值的原 始數(shù)據(jù)丟棄，并將臨時累積流量清零。
[0005] 所述無效的原始數(shù)據(jù)值是表示超聲波在水中順逆流中的傳播時間差小于500皮 秒、測量過程中出現(xiàn)異?；蛩许樐媪髦械膫鞑r間差為負值的原始數(shù)據(jù)值。
[0006] 所述步驟2中檢測到當(dāng)前原始數(shù)據(jù)為B值時，轉(zhuǎn)至步驟1，重新進行開閥的判斷。
[0007] 所述步驟2中連續(xù)讀取的N個原始數(shù)據(jù)中有一個為B值，則判斷不是開閥，清除臨 時累積流量計量，轉(zhuǎn)至步驟1，重新進行開閥的判斷。
[0008] 所述步驟4中當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例小于30%時，啟動異常處理 流程，確認為流量的跳變，啟動補償算法，即用B值后面的G值將此B值替換，將計算后的臨 時累計流量補入主累計流量中，臨時累積流量清零，啟動主累積流量的計量，停止臨時累積 流量的計量。
[0009] 所述步驟4中當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例為309Γ60%，則確定為原始數(shù) 據(jù)丟失，啟動異常處理流程；如果> 〇. 成立時，則確定為原始數(shù)據(jù)丟失，啟動補償 算法，用B值后面的G值將此B值替換，將計算后的臨時累計流量補入主累計流量中，臨時 累計流量清零，啟動主累積流量的計量，停止臨時累積流量的計量。
[0010] 本發(fā)明通過監(jiān)測在開關(guān)閥過程中原始數(shù)據(jù)的變化，精準的判斷開關(guān)閥的時刻，同 時引入了主累積流量和臨時累積流量數(shù)據(jù)，只有通過判斷是真正計量的臨時累積流量才會 補入主累積流量中，否則將拋棄，不計入主累積流量中，由此保證了表計在整個測量過程中 的累積體積的準確性，從而避免多計。此外，本發(fā)明還能夠保證表計誤差不會產(chǎn)生跳變，從 而進一步地提高了流量誤差的一致性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的超聲波流體流量測量示意圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明的開閥判斷及處理流程圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明的關(guān)閥判斷和數(shù)據(jù)異常處理流程圖。

【具體實施方式】
[0014] 如圖1所示，本發(fā)明主要適應(yīng)于時差式超聲波熱量表的流量測量：應(yīng)用一對超聲 波換能器相向交替（或同時）收發(fā)超聲波，通過觀測超聲波在介質(zhì)中的順流和逆流傳播時 間差來間接測量流體的流速，再通過流速來計算流量。
[0015] 時差式流量測量方法首先按下列公式獲取相關(guān)時間數(shù)據(jù)。

【權(quán)利要求】
1. 一種提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其特征在于，該方法包 括開閥判斷方法和關(guān)閥判斷方法， 定義原始數(shù)據(jù)組為時間上連續(xù)的Μ個原始數(shù)據(jù)存儲在一個循環(huán)數(shù)組中；原始數(shù)據(jù)為每 250毫秒所做的超聲波在水中順逆流中的傳播時間差的采樣數(shù)據(jù)；有效的原始數(shù)據(jù)值記為 G，無效的原始數(shù)據(jù)值記為Β ;主累積流量為在保證流量在進行正常計量的情況下，每250毫 秒所做的流量體積的累加值；臨時累積流量為在無法確保流量在進行正常計量的情況下， 每250毫秒所做的流量體積的累加值；定義為在正常計量過程中，最近Μ個連續(xù)為G值 的原始數(shù)據(jù)的滑動平均值；定義為關(guān)閥或異常處理流程下，連續(xù)Μ個原始數(shù)據(jù)中G值的 平均值； (1) 開閥判斷方法； 步驟1，原始數(shù)據(jù)組清零，置全部數(shù)據(jù)為Β值；停止主累積流量計量，停止臨時累積流量 計量；開始檢測原始數(shù)據(jù)； 步驟2,當(dāng)檢測到當(dāng)前原始數(shù)據(jù)為G值時，啟動臨時累積流量計量，停止主累積流量計 量，開始開閥的判斷；將此次計量結(jié)果記入臨時累積流量，同時將當(dāng)前的原始數(shù)據(jù)放入原始 數(shù)據(jù)組； 步驟3,再連續(xù)讀取Ν個原始數(shù)據(jù)，若該Ν個原始數(shù)據(jù)均為G值，即獲取到連續(xù)的Ν+1個 具有G值的原始數(shù)據(jù)，則判斷為開閥，將獲取的Ν+1個臨時累積流量計量補入主累積流量計 量中，臨時累積流量清零，流量進入正常的計量，啟動主累積流量計量，停止臨時累積流量 計量；其中，Ν和Μ必須為正整數(shù)，且（Ν+1)/Μ=75%，Μ彡8; (2) 關(guān)閥判斷方法； 步驟4,在流量進行正常的計量過程中，當(dāng)原始數(shù)據(jù)組出現(xiàn)1個Β值或出現(xiàn)當(dāng)前G值小 于前一次G值的一半時，啟動關(guān)閥的判斷；停止主累積流量的計量，啟動臨時累積流量的計 量；再連續(xù)讀取Μ-1個最新原始數(shù)據(jù)，將每次的計量結(jié)果計入臨時累積流量，同時將此原始 數(shù)據(jù)放入原始數(shù)據(jù)組； 步驟5,獲取所述值和所述4^值； 步驟6,當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例大于60%時，或當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù) 據(jù)為B值的比例為309Γ60%且< 0. 75 成立時，則判斷為關(guān)閥，將該所有為B值的原 始數(shù)據(jù)丟棄，并將臨時累積流量清零。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其 特征在于，所述無效的原始數(shù)據(jù)值是表示超聲波在水中順逆流中的傳播時間差小于500皮 秒、測量過程中出現(xiàn)異?；蛩许樐媪髦械膫鞑r間差為負值的原始數(shù)據(jù)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其特 征在于，所述步驟2中檢測到當(dāng)前原始數(shù)據(jù)為B值時，轉(zhuǎn)至步驟1，重新進行開閥的判斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其特 征在于，所述步驟2中連續(xù)讀取的N個原始數(shù)據(jù)中有一個為B值，則判斷不是開閥，清除臨 時累積流量計量，轉(zhuǎn)至步驟1，重新進行開閥的判斷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其特 征在于，所述步驟4中當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例小于30%時，啟動異常處理流 程，確認為流量的跳變，啟動補償算法，即用B值后面的G值將此B值替換，將計算后的臨時 累計流量補入主累計流量中，臨時累積流量清零，啟動主累積流量的計量，停止臨時累積流 量的計量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高時差式超聲波熱量表流量測量誤差一致性的方法，其特 征在于，所述步驟4中當(dāng)原始數(shù)據(jù)組中原始數(shù)據(jù)為B值的比例為309Γ60%，則確定為原始數(shù) 據(jù)丟失，啟動異常處理流程；如果> 〇. 成立時，則確定為原始數(shù)據(jù)丟失，啟動補償 算法，用B值后面的G值將此B值替換，將計算后的臨時累計流量補入主累計流量中，臨時 累計流量清零，啟動主累積流量的計量，停止臨時累積流量的計量。
【文檔編號】G01F25/00GK104089685SQ201410332688
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】黃深喜, 張慧娟, 蔣燦 申請人:湖南威銘能源科技有限公司