本發(fā)明涉及一種管段式液體超聲波流量計(jì)的計(jì)量方法，具體地說，涉及一種能夠使得液體超聲波流量計(jì)的高精度實(shí)時(shí)計(jì)量的一種方法，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

超聲波流量計(jì)是一種非接觸式儀表，根據(jù)對信號(hào)檢測的原理超聲流量計(jì)可分為傳播速度差法(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。

超聲波流量計(jì)的計(jì)量的信號(hào)測量原理多用于傳播時(shí)間差法。對應(yīng)于時(shí)間差法的運(yùn)算，各個(gè)廠家的運(yùn)算方法也不相同。目前的計(jì)量方法在運(yùn)算過程中大多不能保證得出的準(zhǔn)確度為±1%以內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對液體超聲波流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度不穩(wěn)定和準(zhǔn)確度等級(jí)低的不足，提供一種提高準(zhǔn)確度的計(jì)量方法，采用本發(fā)明的方法，可以實(shí)現(xiàn)對液體超聲波流量計(jì)的信號(hào)采集、信號(hào)處理和計(jì)量運(yùn)算進(jìn)行處理來達(dá)到高準(zhǔn)確度的計(jì)量。

為解決以上問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高準(zhǔn)確度的智能液體超聲波流量計(jì)的計(jì)量方法，包括流量計(jì)算方法和信號(hào)采集和處理方法，信號(hào)的采集是通過芯片進(jìn)行采集的，根據(jù)芯片采集的數(shù)據(jù)，通過通訊的方式給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)一步的處理。

進(jìn)一步的，所述流量計(jì)算方法包括以下步驟：

步驟s101，超聲波流量計(jì)的流速s1=k1*s，k1為修正系數(shù)，k1為修正系數(shù)是用來根據(jù)各個(gè)超聲波管道的不一致性帶來的誤差，而進(jìn)行的修正，s為超聲波流量計(jì)的原流速。

進(jìn)一步的，所述流量計(jì)算方法還包括以下步驟：

步驟s102，根據(jù)上下游的飛行時(shí)間差分出20個(gè)階段的k1系數(shù)，即f1-f20，飛行時(shí)間是超聲波儀表管段的上游換能器和下游換能器在介質(zhì)中的傳播時(shí)間；

步驟s103，判斷飛行時(shí)間處于哪個(gè)階段，并得到該階段值的系數(shù)k1；

步驟s104，根據(jù)飛行時(shí)間處于階段的位置，得k1=k2*k1，k2根據(jù)探頭的距離和飛行時(shí)間算出。

進(jìn)一步的，所述流量計(jì)算方法還包括以下步驟：

步驟s105，把s1存入l0緩存區(qū)，l0緩存區(qū)為單片機(jī)程序中開辟的暫時(shí)的存儲(chǔ)空間；

步驟s106，從單片機(jī)的flash中取出b0-b910個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值；

步驟s107，把b8存入b9，b7存入b8，……，以此類推，b0存入b1。

進(jìn)一步的，所述流量計(jì)算方法還包括以下步驟：

步驟s108，把緩存區(qū)l0存入b0，并把b0-b9中的數(shù)值從小到大進(jìn)行排序；

步驟s109，除去b0、b9存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值，得到b1-b8存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值的加權(quán)平均值為s3，賦給變量ｂ；

步驟s110，判斷s2處于流速區(qū)間的哪個(gè)階段，根據(jù)流速區(qū)間平均分為20個(gè)區(qū)間階段；

步驟s111，根據(jù)實(shí)驗(yàn)水溫為5℃-95℃區(qū)間統(tǒng)計(jì)的飛行時(shí)間系數(shù)q1-q20，根據(jù)當(dāng)前流速所在區(qū)間進(jìn)行系數(shù)修正s3=s2*qx；

步驟s112，把s3作為標(biāo)準(zhǔn)的流速值，進(jìn)入下步運(yùn)算。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集和處理方法包括以下步驟：

步驟s201，從tdc-gp30芯片中讀取管段上游到下游的飛行時(shí)間tof1；

步驟s202，從tdc-gp30芯片中讀取管段下游到上游的飛行時(shí)間tof2；

步驟s203，根據(jù)讀取的兩個(gè)飛行時(shí)間tof1和tof2，計(jì)算飛行時(shí)間差為tof=tof2-tof1。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集和處理方法還包括以下步驟：

步驟s204，從單片機(jī)的flash存儲(chǔ)區(qū)取出80個(gè)存儲(chǔ)區(qū)a0-a79中的數(shù)值；

步驟s205，將得到的飛行時(shí)間差tof暫存到另一單片機(jī)的flash存儲(chǔ)區(qū)b0。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集和處理方法還包括以下步驟：

步驟s206，將存儲(chǔ)區(qū)a78的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a79，存儲(chǔ)區(qū)a77的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a78，……，以此類推，a0存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a1；

步驟s207，將存儲(chǔ)區(qū)b0的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a0。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集和處理方法還包括以下步驟：

步驟s208，將存儲(chǔ)區(qū)a0-a79的數(shù)據(jù)按從小到大的順序進(jìn)行排序；

步驟s209，去掉存儲(chǔ)區(qū)a0-a5的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)區(qū)a75-a79中的數(shù)據(jù)；

步驟2010，根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)a6-a74的數(shù)據(jù)，根據(jù)加權(quán)平均值法得出平均值ton存儲(chǔ)到單片機(jī)flash存儲(chǔ)區(qū)a中，完成后進(jìn)入步驟s211。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集和處理方法還包括以下步驟：

步驟s211，根據(jù)上述中得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行流速s的計(jì)算，流速的計(jì)算根據(jù)公式s=k1*l/2*(ton/tof1/tof2)，進(jìn)行計(jì)算。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)性比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：。

1.采用本方法能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的帥選，拋棄不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.采用本方法能夠處理采集的信號(hào)不受其他因素影響，已達(dá)到高精度的目的。

3.采用本方法能夠使得流量計(jì)的準(zhǔn)確度在±0.5%以內(nèi)。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中計(jì)量方法中流量計(jì)算流程圖；

附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中計(jì)量方法中信號(hào)采集和處理流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例，如圖1、圖2所示，一種高準(zhǔn)確度的智能液體超聲波流量計(jì)的計(jì)量方法，包括流量計(jì)算方法和信號(hào)采集和處理方法。

所述信號(hào)采集和處理方法包括以下步驟：

步驟s201，從tdc-gp30芯片中讀取管段上游到下游的飛行時(shí)間tof1，完成后進(jìn)入步驟s202；

步驟s202，從tdc-gp30芯片中讀取管段下游到上游的飛行時(shí)間tof2，完成后進(jìn)入步驟s203；

步驟s203，根據(jù)讀取的兩個(gè)飛行時(shí)間tof1和tof2，計(jì)算飛行時(shí)間差為tof=tof2-tof1，完成后進(jìn)入步驟s204；

步驟s204，從單片機(jī)的flash存儲(chǔ)區(qū)取出80個(gè)存儲(chǔ)區(qū)a0-a79中的數(shù)值，完成后進(jìn)入步驟s205；

步驟s205，將得到的飛行時(shí)間差tof暫存到另一單片機(jī)的flash存儲(chǔ)區(qū)b0，完成后進(jìn)入步驟s206；

步驟s206，將存儲(chǔ)區(qū)a78的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a79，存儲(chǔ)區(qū)a77的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a78，……，以此類推，a0存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a1，完成后進(jìn)入步驟s207；

步驟s207，將存儲(chǔ)區(qū)b0的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)區(qū)a0，完成后進(jìn)入步驟s208；

步驟s208，將存儲(chǔ)區(qū)a0-a79的數(shù)據(jù)按從小到大的順序進(jìn)行排序，完成后進(jìn)入步驟s209；

步驟s209，去掉存儲(chǔ)區(qū)a0-a5的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)區(qū)a75-a79中的數(shù)據(jù)，完成后進(jìn)入步驟s210；

步驟2010，根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)a6-a74的數(shù)據(jù)，根據(jù)加權(quán)平均值法得出平均值ton存儲(chǔ)到單片機(jī)flash存儲(chǔ)區(qū)a中，完成后進(jìn)入步驟s211；

步驟s211，根據(jù)上述中得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行流速s的計(jì)算，流速的計(jì)算根據(jù)公式s=k1*l/2*(ton/tof1/tof2)，進(jìn)行計(jì)算，完成后返回執(zhí)行步驟s201。

信號(hào)的采集是通過德國acam公司生產(chǎn)的tdc-gp30芯片進(jìn)行采集的。根據(jù)芯片采集的數(shù)據(jù)，通過通訊的方式給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)一步的處理,其中超聲波管段兩個(gè)探頭之間的距離為l。

所述流量計(jì)算方法包括以下步驟：

步驟s101，超聲波流量計(jì)的流速s1=k1*s，k1為修正系數(shù)，k1為修正系數(shù)是用來根據(jù)各個(gè)超聲波管道的不一致性帶來的誤差，而進(jìn)行的修正，s為超聲波流量計(jì)的原流速，完成后進(jìn)入步驟s102；

步驟s102，根據(jù)上下游的飛行時(shí)間差分出20個(gè)階段的k1系數(shù)，即f1-f20，飛行時(shí)間是超聲波儀表管段的上游換能器和下游換能器在介質(zhì)中的傳播時(shí)間，完成后進(jìn)入步驟s103；

步驟s103，判斷飛行時(shí)間處于哪個(gè)階段，并得到該階段值的系數(shù)k1，完成后進(jìn)入步驟s104；

步驟s104，根據(jù)飛行時(shí)間處于階段的位置，得k1=k2*k1，k2根據(jù)探頭距離和飛行時(shí)間算出，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的公式，完成后進(jìn)入步驟s105；

步驟s105，把s1存入l0緩存區(qū)，l0緩存區(qū)為單片機(jī)程序中開辟的暫時(shí)的存儲(chǔ)空間，完成后進(jìn)入步驟s106；

步驟s106，從單片機(jī)的flash中取出b0-b910個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值，完成后進(jìn)入步驟s107；

步驟s107，把b8存入b9，b7存入b8，……，以此類推，b0存入b1，完成后進(jìn)入步驟s108；

步驟s108，把緩存區(qū)l0存入b0，并把b0-b9中的數(shù)值從小到大進(jìn)行排序，完成后進(jìn)入步驟s109；

步驟s109，除去b0、b9存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值，得到b1-b8存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)值的加權(quán)平均值為s3，賦給變量ｂ，完成后進(jìn)入步驟s110；

步驟s110，判斷s2處于流速區(qū)間的哪個(gè)階段，根據(jù)流速區(qū)間平均分為20個(gè)區(qū)間階段，完成后進(jìn)入步驟s111；

步驟s111，根據(jù)實(shí)驗(yàn)水溫為5℃-95℃區(qū)間統(tǒng)計(jì)的飛行時(shí)間系數(shù)q1-q20，根據(jù)當(dāng)前流速所在區(qū)間進(jìn)行系數(shù)修正s3=s2*qx，完成后進(jìn)入步驟s112；

步驟s112，把s3作為標(biāo)準(zhǔn)的流速值，進(jìn)入下步運(yùn)算，完成后進(jìn)入步驟s113，并返回執(zhí)行步驟s101；

步驟s113，流量計(jì)算方法一次運(yùn)行結(jié)束。

以上所述為本發(fā)明最佳實(shí)施方式的舉例，其中未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識(shí)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本發(fā)明的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。