一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表及其校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水表技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表及其校 正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，超聲水表在封閉管道中對(duì)水的計(jì)量應(yīng)用正在普及之中，其測(cè)量原理可按下 式和圖1表述。
式中，取一封閉管道中水的瞬時(shí)體積流量;嫌一超聲水表測(cè)量管內(nèi)徑；巧:一換能 器安裝軸線與測(cè)量管軸線之間夾角；寫(xiě)超聲波在介質(zhì)中的正、逆向傳播時(shí)間（即 從換能器1或2至換能器2或1的傳播時(shí)間）;益一超聲波正、逆向傳播時(shí)間差；龍一 校正系數(shù)；齡一封閉管道中水的累積流量；r-測(cè)量時(shí)間。
[0004] 影響超聲水表長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性的主要因素是精密計(jì)時(shí)忍片所固有的計(jì)數(shù)"漂移" 的問(wèn)題。隨著時(shí)間的推移，超聲水表在零流量(流速）狀態(tài)下的測(cè)量時(shí)間差會(huì)出現(xiàn)非零值現(xiàn) 象，并且其值會(huì)隨時(shí)間發(fā)生非常緩慢的變化。運(yùn)是一種沒(méi)有規(guī)律可循、又不符合隨機(jī)分布的 "蠕變"，通常稱其為"時(shí)漂"。由于時(shí)漂的存在，超聲水表測(cè)得的瞬時(shí)流量值和累積流量值也 會(huì)同步發(fā)生變化，導(dǎo)致其測(cè)量誤差增加，測(cè)量準(zhǔn)確度下降。
[0005] 由于時(shí)漂是一種緩慢變化的蠕變，因此通過(guò)數(shù)據(jù)處理是無(wú)法將其消除和削弱的。
[0006] 超聲水表出廠前，需要在流量(流速）為零條件下將超聲水表的非正常輸出值（即 零流量輸出值）設(shè)置為零，并對(duì)其各流量點(diǎn)的示值用標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行校正，確定水表各流量點(diǎn)的 測(cè)量誤差。根據(jù)上式分析，當(dāng)流量(流速）為零時(shí)，時(shí)間差應(yīng)該為零，因此瞬時(shí)流量和累積流 量的計(jì)算值也為零。實(shí)際情況是，校正后的超聲水表隨著時(shí)間的推移，其零流量(流速)條件 下的時(shí)間差并不為零，而且還會(huì)出現(xiàn)緩慢的變化。運(yùn)個(gè)因素會(huì)導(dǎo)致出廠校正合格的超聲水 表在使用一段時(shí)間后，其小流量測(cè)量段的示值誤差發(fā)生改變，有的甚至超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最 大允許誤差的范圍。
[0007] 為了提高超聲水表測(cè)量準(zhǔn)確度，拓展流量測(cè)量范圍，需要隨時(shí)跟蹤超聲水表在零 流量(流速）狀態(tài)下的輸出值，并及時(shí)將其修正為零，運(yùn)樣才能使超聲水表測(cè)量準(zhǔn)確度長(zhǎng)期 保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表，其可W自動(dòng)對(duì)由于零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正，進(jìn)一步提高超聲水表的計(jì)量準(zhǔn)確性。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得W解決：一種自動(dòng)校正零點(diǎn) 漂移的超聲水表，包括測(cè)量管，所述測(cè)量管上對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組測(cè)量用換能器組，所述測(cè)量用 換能器組連接有信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置，所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置連接有信號(hào)處理與顯示裝置， 其特征在于：還包括零流量輔助校正換能器組，所述零流量輔助校正換能器組用于檢測(cè)換 能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差，其與所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置相信號(hào)連接并將數(shù) 據(jù)傳送至信號(hào)處理與顯示裝置。
[0010] 本發(fā)明中，由于輔助校正換能器組的換能器之間的超聲波在傳播時(shí)不會(huì)受到流量 (流速)等的干擾，因此其時(shí)間差等同反映了超聲水表在零流量(流速)條件下的時(shí)間差的值。 運(yùn)樣，當(dāng)精密計(jì)時(shí)忍片出現(xiàn)因時(shí)間漂移導(dǎo)致輔助校正換能器組出現(xiàn)輸出值時(shí)，就可W認(rèn)為 在測(cè)量用超聲換能器的測(cè)量結(jié)果中也同樣含有數(shù)值相當(dāng)?shù)臅r(shí)漂影響量。從而可W將測(cè)量結(jié) 果中的零漂影響量剔除掉，保持超聲水表測(cè)量的準(zhǔn)確性。零流量輔助校正換能器組的零點(diǎn) 時(shí)漂修正方法既適用于單聲道超聲水表，也可適用于多聲道超聲水表。
[0011] 作為優(yōu)選，具體的說(shuō)，上述零流量輔助校正換能器組包括兩相對(duì)設(shè)置的換能器，在 兩個(gè)所述換能器之間具有阻抗匹配材料。
[0012] 作為優(yōu)選，上述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置與所述信號(hào)處理與顯示裝置之間通過(guò)超聲發(fā)射 裝置及超聲接收裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。
[0013]本發(fā)明同時(shí)還提供了一種利用上述水表進(jìn)行校正的方法，其包括W下步驟：曰、所 述測(cè)量用換能器組測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差Α?;b、所述零流量輔助校正換能 器組同時(shí)測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差樂(lè)；C、步驟a及步驟b中測(cè)得的 結(jié)果均通過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置傳遞至所述信號(hào)處理與顯示裝置；d、所述信號(hào)處理與顯 示裝置首先判斷所述榮是否為0,若榮為0,則直接采用:虹計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量，若繫不 為0,則修正時(shí)間差為盤(pán)-藥，再采用盤(pán)-彩計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量。
[0014]本發(fā)明同時(shí)還提供了另一種利用上述水表進(jìn)行校正的方法，其包括W下步驟：曰、 所述測(cè)量用換能器組測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差怒;;b、所述零流量輔助校正換 能器組同時(shí)測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差躬；c、步驟a及步驟b中測(cè)得 的結(jié)果均通過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置傳遞至所述信號(hào)處理與顯示裝置；d、所述信號(hào)處理與 顯示裝置修正時(shí)間差為:茲-第，再采用-載計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量。
[0015]本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于輔助校正換能器組的換能器 之間的超聲波在傳播時(shí)不會(huì)受到流量(流速）等的干擾，因此其時(shí)間差等同反映了超聲水表 在零流量(流速）條件下的時(shí)間差的值。運(yùn)樣，當(dāng)精密計(jì)時(shí)忍片出現(xiàn)因時(shí)間漂移導(dǎo)致輔助校 正換能器組出現(xiàn)輸出值時(shí)，就可W認(rèn)為在測(cè)量用超聲換能器的測(cè)量結(jié)果中也同樣含有數(shù)值 相當(dāng)?shù)臅r(shí)漂影響量。從而可W將測(cè)量結(jié)果中的零漂影響量剔除掉，保持超聲水表測(cè)量的準(zhǔn) 確性。零流量輔助校正換能器組的零點(diǎn)時(shí)漂修正方法既適用于單聲道超聲水表，也可適用 于多聲道超聲水表。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中超聲水表工作原理示意圖。
[0017] 圖2為實(shí)施例1的超聲水表的工作原理示意圖。
[001引圖3為實(shí)施例1的工作流程圖。
[0019] 圖4為實(shí)施例2的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021] 實(shí)施例1 :參見(jiàn)圖2和圖3,一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表，包括測(cè)量管1，所 述測(cè)量管1上對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組測(cè)量用換能器組2,所述測(cè)量用換能器組2連接有信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn) 換裝置3,所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置3連接有信號(hào)處理與顯示裝置4,具體到本實(shí)施例，所述信 號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置3與所述信號(hào)處理與顯示裝置4之間通過(guò)超聲發(fā)射裝置6及超聲接收裝置 7實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。超聲水表還包括零流量輔助校正換能器組5,所述零流量輔助校正換能 器組5用于檢測(cè)換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差，其與所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置 3相信號(hào)連接并將數(shù)據(jù)傳送至信號(hào)處理與顯示裝置4。
[0022] 其中，上述零流量輔助校正換能器組5包括兩相對(duì)設(shè)置的換能器51，在兩個(gè)所述 換能器51之間具有阻抗匹配材料52如：工程塑料聚諷等。
[0023] 在校正時(shí)采用如下方法：一種校正超聲水表零點(diǎn)漂移校正方法，其特征在于包括 W下步驟：曰、所述測(cè)量用換能器組2測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差Δ/ ;b、所述零流 量輔助校正換能器組5同時(shí)測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差寨；c、步驟a 及步驟b中測(cè)得的結(jié)果均通過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置3傳遞至所述信號(hào)處理與顯示裝置4 ; t所述信號(hào)處理與顯示裝置4首先判斷所述:古;是否為0,若榮為0,則直接采用怒對(duì)^算瞬時(shí) 流量和累積流量，若焉不為0,則修正時(shí)間差為巡-紫，再采用巡-紫計(jì)算瞬時(shí)流量和累積 流量。
[0024] 實(shí)施例2 :參加圖4,本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的超聲水表，在校正時(shí)采用如下 方法：一種校正超聲水表零點(diǎn)漂移校正方法，其特征在于包括W下步驟：a、所述測(cè)量用換 能器組2測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差i楚i;b、所述零流量輔助校正換能器組5同時(shí) 測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差餐；C、步驟a及步驟b中測(cè)得的結(jié)果均通 過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置3傳遞至所述信號(hào)處理與顯示裝置4 所述信號(hào)處理與顯示裝 置4修正時(shí)間差為短-樂(lè);，再采用Δ?-榮針?biāo)闼矔r(shí)流量和累積流量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表，包括測(cè)量管（1)，所述測(cè)量管（1)上對(duì)應(yīng)設(shè)置有 一組測(cè)量用換能器組（2)，所述測(cè)量用換能器組（2)連接有信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)，所述信 號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)連接有信號(hào)處理與顯示裝置（4)，其特征在于：還包括零流量輔助校正 換能器組（5)，所述零流量輔助校正換能器組（5)用于檢測(cè)換能器在無(wú)流量干擾下的超聲 波傳播時(shí)間差，其與所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)相信號(hào)連接并將數(shù)據(jù)傳送至信號(hào)處理與顯 示裝置（4)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表，其特征在于：所述零流 量輔助校正換能器組（5)包括兩相對(duì)設(shè)置的換能器（51 )，在兩個(gè)所述換能器（51)之間具有 阻抗匹配材料（52)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表，其特征在于：所述信號(hào) 收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)與所述信號(hào)處理與顯示裝置（4)之間通過(guò)超聲發(fā)射裝置（6)及超聲接收 裝置（7)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。4. 一種如權(quán)利要求1所述的超聲水表的校正方法，其特征在于包括W 下步驟：a、所述測(cè)量用換能器組（2)測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差 :進(jìn).;b、所述零流量輔助校正換能器組（5)同時(shí)測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí) 間差E;c、步驟a及步驟b中測(cè)得的結(jié)果均通過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)傳遞至所述信 號(hào)處理與顯示裝置（4) 所述信號(hào)處理與顯示裝置（4)首先判斷所述樂(lè);是否為0,若藥為 0,則直接采用敏計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量，若祭不為0,則修正時(shí)間差為盛一軟，再采用處 -髮計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量。5. -種如權(quán)利要求1所述的超聲水表的校正方法，其特征在于包括W下步驟：a、所述 測(cè)量用換能器組（2)測(cè)量并計(jì)算流體中超聲波傳播時(shí)間差ΔΙ;b、所述零流量輔助校正換能 器組（5)同時(shí)測(cè)量換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差朵;C、步驟a及步驟b中測(cè) 得的結(jié)果均通過(guò)所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置（3)傳遞至所述信號(hào)處理與顯示裝置（4);t所述信 號(hào)處理與顯示裝置（4)修正時(shí)間差為滋一髮，再采用:訟-嚷計(jì)算瞬時(shí)流量和累積流量。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)校正零點(diǎn)漂移的超聲水表及方法，裝置包括零流量輔助校正換能器組，所述零流量輔助校正換能器組用于檢測(cè)換能器在無(wú)流量干擾下的超聲波傳播時(shí)間差，其與所述信號(hào)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置相信號(hào)連接并將數(shù)據(jù)傳送至信號(hào)處理與顯示裝置。其校正方法主要是通過(guò)信號(hào)處理與顯示裝置利用測(cè)量用換能器組和輔助換能器組測(cè)得的時(shí)間差進(jìn)行校正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以將測(cè)量結(jié)果中的零漂影響量剔除掉，保持超聲水表測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G01F1/66, G01F25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105403265
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510942062
【發(fā)明人】姚靈
【申請(qǐng)人】寧波水表股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日