[發明專利]一種用于超聲波流量計量儀表的流量快速跟蹤方法

有效

• 申請號: 201310720219.4
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103808380A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 陳昌根;周震宇;孫錦山;雷俊勇;陳秋煌;趙帥
• 申請（專利權）人: 浙江先芯科技有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本發明涉及流體流量檢測技術領域，尤其涉及一種用于超聲波流量計量儀表的流量快速跟蹤方法。

背景技術

流量計量儀表分為速度流量控制儀表和累積流量計量儀表。速度流量控制儀表廣泛用于過程量的控制，它關注當前的流量速度(m/s)，比如食品、醫藥等行業用速度流量控制儀表嵌入生產流水線，控制各種配比成分的流量速度，從而控制配比比例，在這些系統中介質的流量一般都比較恒定，而且是外接供電，能夠用更高的采樣頻率去計量較穩定的流體，達到更高的計量精度。累積流量計量儀表主要是計量累積量的水表、熱量表等儀表。

近幾年新推出的超聲水表、超聲熱量表、射流水表和射流熱量表都屬于新型智能表。這些流量基表按頻率f周期性的采集流體的流量信息，流體的流量采集是一種非連續性離散的信號采集過程。流體流動是連續性過程，而流量檢測是非連續性過程，那么，用非連續的采樣去反應一個連續的過程會出現信號丟失，如圖2所示。

中國專利公開號CN102914333，公開日2013年2月6日，發明的名稱為利用超身波檢測流量的檢測方法，該申請案公開了一種利用超身波檢測流量的檢測方法，它由布置在測量管的管段上的超聲波換能器組測量出超聲波在管段中順流傳播時的順流時間及逆流傳播時的逆流時間；待測氣體在流過測量管的布置有超聲波換能器組的管段時自由擴散到與測量管相連通的兩個靜速管中，由對應的測量聲程除以超聲波在對應的靜速管中的實際傳播時間即可分別得到超聲波在兩個靜速管中的傳播速度，將上述超聲波傳播速度帶入如下的超聲波傳播速度計算公式中即可得到超聲波傳播速度，將所測得的數據代入方程中求得待測流體在測量管中的流量，進而得到待測流體的流量。其不足之處是，該方法按照固定采樣頻率周期性的采集流體的流量信息，不能根據流量的變化情況實時調整采樣頻率，當采樣頻率較小時累積流量的計算存在較大誤差，當采樣頻率較大時功耗較大。

發明內容

本發明的目的是克服現有超聲波流量計量儀表按照固定采樣頻率周期性的采集流體的流量信息，當采樣頻率較小時累積流量的計算存在較大誤差，當采樣頻率較大時功耗較大的技術問題，提供了一種用于超聲波流量計量儀表的流量快速跟蹤方法，其能夠對流體流量進行跟蹤，根據流體流量的變化情況實時調整流量檢測模塊的采樣頻率，減小累積流量計算的誤差，減少功耗。

為了解決上述問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明的一種用于超聲波流量計量儀表的流量快速跟蹤方法，包括以下步驟：

S1：頻率控制模塊接收采樣變速模塊輸出的控制頻率f，并將該控制頻率f發送到流量檢測模塊和歷史數據緩沖模塊，流量檢測模塊按照控制頻率f對當前流體流量進行采樣，并將采集到的流量值V0發送到自適應流量濾波模塊；

S2：自適應流量濾波模塊接收到流量檢測模塊發送的流量值V0后，讀取其內存儲的最近流量檢測模塊發送的16個流量值，16個流量值按照采樣時間的先后順序排列，根據采樣時間從近到遠依次為V1～V16，自適應流量濾波模塊根據V1～V16的數值及它們的采樣時間先后順序判斷流體流量變化情況；

S3：自適應流量濾波模塊根據流體流量變化情況計算需輸出的流量值M，當自適應流量濾波模塊判斷流體流量加快或降低時，M＝(V0×4+V8×2+V7+V9)/8，當自適應流量濾波模塊判斷流體流量不變時，M＝(V0×4+V8×4+V7×4+V9×3+V6×3+V10×2+V5×2+V11+V4)/24，自適應流量濾波模塊將流量值M發送到歷史數據緩沖模塊和流量數據緩沖模塊，同時存儲流量值V0，之后同時執行步驟S4和步驟S5；

S4：流量數據緩沖模塊存儲接收到的流量值M，并將該流量值M發送到流量計算器；

S5：歷史數據緩沖模塊將自適應流量濾波模塊發送的流量值M以及頻率控制模塊發送的控制頻率f作為一個數據包存儲起來，接著讀取存儲當前數據包之前最近存儲的10個數據包，將10個數據包內的流量值取平均，得到平均流量值將10個數據包內的控制頻率取平均，得到平均頻率值將流量值M、平均流量值和平均頻率值發送到采樣變速模塊；