[發明專利]一種超聲波熱量表全溫度全流量范圍連續補償的流量補償方法

在審

• 申請號: 201710506667.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107462349A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 亓恒忠;伊西鋒;鄭述美;徐海英;朱民;王紅軍;翟瑞淼
• 申請（專利權）人: 山東和同信息科技股份有限公司
• 主分類號: G01K17/04
• 分類號: G01K17/04;G01K19/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 鄭憲常

技術領域

本發明涉及流量補償技術領域，具體地說是一種超聲波熱量表全溫度全流量范圍連續補償的流量補償方法。

背景技術

超聲波測量流速是根據水流流速與超聲波在逆流水中傳播時間與順流傳播時間差成一定比例的原理進行測量的。

目前，超聲波熱量表的管段一致性和重復性比較差；換能器一致性和重復性較差；使用2-3年后出現熱量計量不準確現象比較嚴重。超聲波熱量表在出廠時只做50℃下國標GB/T 32224-2015所要求的流量點的校準與檢測；而在正常供暖實際使用過程中，熱水在主管道流入用戶管道時溫度變化比較大，距離主管道較近的住戶進水溫度一般都在70℃左右，流量也比較大；供熱末端一般在50℃左右，流量比較小；溫度差異會影響管道內水的流場，也影響了超聲波在水中的傳播速度，這就給超聲波測量帶來誤差。

常用的查表算法是根據所測得水溫，判斷溫度處于哪個區間，查詢每個溫度區間對應流量的補償系數，將測得的流量值乘以對應流量區間的流量系數進行補償得到所求的流速值。這種補償方法較為簡單，容易實現，但也存在較大的誤差。因熱量表實際使用的水溫變化范圍較大，在一個溫度區間內使用同一個系數補償，但在以區間內實際需要補償的系數之間存在一定差異，給流速測量帶來一定誤差，受程序空間限制，無法做到對每個溫度點的準確補償；不同超聲波熱量表的管段、換能器等一致性和重復性存在一定差異，其流量曲線也存在著差異，在一個流量區間內使用同一個系數補償也給流量測量帶來誤差，尤其是測得的流速在分界點附近變化時，如果相鄰區間的校準系數相差較大，校準后的流速會出現較大的跳動，出現流速不穩的狀況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超聲波熱量表全溫度全流量范圍連續補償的流量補償方法，用于解決超聲波流量補償誤差大、流速不穩的問題。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種超聲波熱量表全溫度全流量范圍連續補償的流量補償方法,其特征是，包括以下步驟：

建立補償系數表；

根據溫度值對對應的補償系數進行線性插值，得到補償系數KT1、KT2；

根據求得的流速平均值對新得到的補償系數KT1、KT2進行線性插值，得到補償系數k；

利用求的補償系數k對流速進行補償。

進一步地，建立補償系數表的具體過程包括：

根據溫度和流速確定補償系數K；

根據求得的補償系數K、溫度、流速建立二維補償系數表。

進一步地，確定補償系數的具體方法為：

每10℃選取一個溫度點；

根據不同口徑的公稱流量，選取多個流量點；

分別測量得到各流量點在每個溫度點的實際溫度，求得溫度誤差e；

根據公式一：K＝K0*(1-e)，得到某一溫度下該流量點的系數K；公式一中，K0為補償系數初始值。

進一步地，補償系數KT1、KT2的計算方法包括：

測得初始流速值為x0，初始溫度值為y0；

確定實際需要的補償系數，即：(x0,y0)點的補償系數K(K_x0,K_y0)；

通過補償系數表、根據(x0,y0)點得到其四個頂角的補償系數K1(K1_x,K1_y)、K2(K2_x,K2_y)、K3(K3_x,K3_y)、K4(K4_x,K4_y)；

根據K1(K1_x,K1_y)、K2(K2_x,K2_y)、K3(K3_x,K3_y)、K4(K4_x,K4_y)，求得補償系數KT1(KT1_x,KT1_y)、KT2(KT2_x,KT2_y)。

進一步地，KT1(KT1_x,KT1_y)、KT2(KT2_x,KT2_y)的計算方法為：

KT1(KT1_x,KT1_y)＝K1(K1_x,K1_y)+K1(K1_x,K1_y)*(KT1_y-K1_y)/(K3_y-K1_y) (公式二)；

KT2(KT2_x,KT2_y)＝K2(K2_x,K2_y)+K2(K2_x,K2_y)*(KT2_y-K2_y)/(K4_y-K2_y)(公式三)。

進一步地，步驟3)操作中，補償系數K1的求得方法包括：

k(K_x0,K_y0)＝KT1(KT1_x,KT1_y)+KT1(KT1_x,KT1_y)*(K_x0-KT1_x)/(KT2_x-KT1_x) (公式四)。

進一步地，利用求的補償系數k對流速進行補償的補償方式包括：將流速乘以補償系數k。