[發明專利]一種基于直讀超聲波流量計的換能器首波閾值計算方法

有效

• 申請號: 201911031405.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110617859B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李建軍
• 申請（專利權）人: 貴州航天凱山石油儀器有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;朱法恒

本發明公開了一種基于直讀超聲波流量計的換能器首波閾值計算方法，包括以下步驟：S1、提取上換能器波形，共1100個點，并計算出前1024個點的平均值作為中間值；S2、找到波形中的最大值和最小值，兩者之差為峰峰值；S3、峰峰值除以50作為查找波峰值的門限值，查找波峰值時，查找條件為：a、該值大于門限值和中間值之和；b、該值大于前4個點的值和后4個點的值；再查找4個單調遞增的波峰值和波峰值位置，查找條件為：a、4個波峰值必須連續；b、單調遞增。本發明首先通過計算機接收當前水質、溫度條件下的上、下換能器波形，然后計算換能器首波閾值，再將閾值發送給直讀流量計，閾值參與流量原始頻率值的計算，從而達到準確計算流量值的目的。

技術領域

本發明涉及一種基于直讀超聲波流量計的換能器首波閾值計算方法，屬于油田高壓注水井直讀超聲波流量計流量測試技術領域。

背景技術

使用絕對時間差法計算流量值的直讀超聲波流量計，分別安裝了上、下超聲換能器，測試時上、下換能器同時向對方發送超聲波，超聲波在流體中順流、逆流傳播相同距離時分別獲取順流時間、逆流時間，再計算出逆流和順流的時間差，從而計算出流體的流速，通過流速再計算出流體的流量。順流時間、逆流時間可以通過信號處理轉換為流量原始頻率值。

不同的油田片區，注水井的水質條件(含鹽率、含堿率)不同，同一口注水井的不同深度，井溫差異較大，因此導致直讀超聲波流量計測試的準確性不高。

在計算流量原始頻率值時需要使用超聲波換能器首波閾值，超聲波換能器首波閾值的作用是查找換能器起振波形的門限值，如果門限值設置不合理，那么超聲波流量計的原始頻率值就會不準確。聲速受水質、溫度的影響，導致超聲波換能器在不同的水質、不同溫度條件下，要求的首波閾值也不一樣，因此我們需要找到一種計算首波閾值的計算方法，應用于超聲波流量計的流量計算。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于直讀超聲波流量計的換能器首波閾值計算方法，該方法解決了使用絕對時間差法的直讀超聲波流量計在不同水質、不同溫度條件下流量測試準確性的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于直讀超聲波流量計的換能器首波閾值計算方法，包括以下步驟：

S1、提取上換能器波形，共1100個點，并計算出前1024個點的平均值作為中間值；

S2、找到波形中的最大值和最小值，兩者之差為峰峰值；

S3、峰峰值除以50作為查找波峰值的門限值，查找波峰值時，查找條件為：a、該值大于門限值和中間值之和；b、該值大于前4個點的值和后4個點的值；再查找4個單調遞增的波峰值和波峰值位置，查找條件為：a、4個波峰值必須連續；b、單調遞增；

S4、計算4個峰值，即用波峰值減去中間值；

S5、根據峰峰值和相鄰兩點的峰值求閾值，共3個，計算公式為： 2倍峰峰值除以相鄰兩點的峰值之和；

S6、重復S1-S5步驟，求出下換能器波形的閾值、波形及波峰值；

S7、根據兩路波形的閾值和波峰值位置求取首波閾值，以達到最佳閾值匹配的目的。

上述方法中，求取首波閾值時，按以下步驟進行：a、比較上、下換能器的波峰1的位置大小，位置較大的換能器的閾值直接作為該換能器的首波閾值；b、位置較小的換能器的4個波峰位置中最靠近另一換能器波峰1位置的閾值作為該換能器的首波閾值；c、如果上、下換能器波峰1的位置一致，則上、下換能器波峰1的閾值直接為上、下換能器的首波閾值。

上述方法中，如果上、下換能器波峰1的位置一致，則波峰1的閾值直接為首波閾值。