[發明專利]基于定態參數進行波數判斷的超聲波燃氣表防計量錯誤方法

有效

• 申請號: 201910246430.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109782024B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 傅建華;王雨;石愛國;石揚
• 申請（專利權）人: 杭州先鋒電子技術股份有限公司
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 紹興普華聯合專利代理事務所(普通合伙) 33274
• 代理人: 范琪美

1.基于定態參數進行波數判斷的超聲波燃氣表防計量錯誤方法，其特征在于：首先需要確定定態參數，定態參數在燃氣表裝配完成后在使用周期內不會變化，定態參數包括聲程、極值流量時根據極值順流飛渡時間、極值逆流飛渡時間和極值順流逆流飛渡的時差計算出來的偏離波數值，通過測量、實時計算來判斷當前測量是否發生了丟波錯誤，計算及判據依賴于上述的定態參數；

具體步驟如下：

1）定態聲程L₀參數測量

將燃氣表進出氣口堵上，使流速v=0,在溫度穩定情況下，測量溫度值TP₀，測量順流飛渡時間T₁₂, 逆流飛渡時間T₂₁,及順流逆流飛渡的時差ΔT，此時T₁₂≈T₂₁，

根據聲速公式：

公式(4)

計算出當前聲速c, 其中，C₀為0℃時的介質聲速，

公式（1）

由公式（1）可計算聲程，L為聲程，φ為聲程夾角，此時公式中v=0,

L₀=c* T₁₂

計算出的L₀作為流道聲程的固定參數保存；

2）定態極值偏離波數N測量

使用穩流裝置給燃氣表通極值流量, 測量極值流速V_MAX、極值測量時的穩定溫度TP₁、極值順流飛渡時間T_12MAX、極值逆流飛渡時間T_21MAX及極值順流逆流飛渡的時差ΔT_MAX，取周期為T₀=1/f,f為換能器諧振頻率，

設N為偏離的整波數范圍為(-2，-1，0，1，2),使用下列公式計算當前理論推測的理論極值順流飛渡時間T_A12MAX , 理論極值逆流飛渡時間T_A21MAX,理論極值時差ΔT_AMAX，

T_A12MAX= L₀/(C_TP1+ V_MAX*cosφ)

T_A21MAX = L₀/(C_TP1- V_MAX*cosφ)

ΔT_AMAX= T_A21MAX – T_A12MAX 公式（5）

其中C_TP1可以通過TP₁帶入到公式（4）中計算得出；

用以下公式計算N的值：

T_A12MAX =N_max12* T₀+ T_12MAX

T_A21MAX= N_max21* T₀+ T_21MAX

ΔT_AMAX= N_ΔTMAX* T₀+ΔT_MAX 公式（6）

N_max12, N_max21, N_ΔTMAX對應為極值流速時的順流最大偏離波數、逆流最大偏離波數、時差最大偏離波數，

V_MAX*cosφ由公式（2）計算得出；

公式（2）

正常范圍是N_max12=N_max21≥0, N_ΔTMAX =0，因為大流速時波形一般會衰減，因此此時T_12MAX、T_21MAX會同步延遲整數個周期，但ΔT_MAX保持其精度不變，由于N_max12=N_max21，可統一由N_max代替，N_max= N_max12=N_max21；

3）動態參數測量

在進行正常的流量測量過程中，測量順流飛渡時間T₁₂、逆流飛渡時間T₂₁及順流逆流飛渡的時差ΔT,本方法還需要動態溫度TP_N參與對順流飛渡估算時間T_A12、逆流飛渡估算時間T_A21、順流逆流飛渡的時差估算ΔT_A的運算,由以下公式計算T_A12，T_A21，ΔT_A，

T_A12= L₀/(C_TPN+ v*cosφ)

T_A21 = L₀/(C_TPN- v*cosφ)

ΔT_A= T_A21 – T_A12

其中C_TPN可以通過TP_N帶入到公式（4）中計算得出；

由以下公式

T_A12 =N_A12* T₀+ T₁₂

T_A21= N_A21* T₀+ T₂₁

ΔT_A= N_ΔT* T₀+ ΔT

計算N_A12，N_A21, N_ΔT在測量過程中的偏離波數，N_A12，N_A21, N_ΔT為順流偏離波數、逆流偏離波數、時差偏離波數；

4）判據

N_A12，N_A21, N_ΔT按四舍五入取整:

當N_A12 =N_A21≤N_max, 且N_ΔT=0時，當前測量有效；

當N_A12 ≠N_A21,或N_ΔT≠0，測量無效,采用過零測時的測量方法，對3）中的測量數據進行糾錯，N_A12 =N_A21+1時, T₂₁取后一個波的測時數據；N_A12 =N_A21-1時, T₁₂取前一個波的測時數據，從而得到正確的ΔT。