[發明專利]一種超聲波流量計或燃氣表流道設計系統及其方法

有效

• 申請號: 202010423807.1
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111597718B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 劉勛;李中華;陳偉明
• 申請（專利權）人: 成都千嘉科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;G01F1/66;G06F113/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.一種超聲波流量計或燃氣表流道設計系統，其特征在于，包括燃氣表流道模型，所述燃氣表流道模型包括換能器模型和管道模型，所述燃氣表流道模型為依據預定換能器和預定管道所構建的被測燃氣表流道的流道參數作為約束條件而構建的模型；所述流道參數包括順程飛行時間、逆程飛行時間、聲道長度、超聲波在燃氣中傳播的速度、燃氣的平均速度、入射角、流道截面積、瞬時流量和時間差值；

還包括針對所述燃氣表流道模型構建有對應的瞬時流量計算模型，所述瞬時流量計算模型為以燃氣的平均速度和所述流道截面積作為函數變量、以瞬時流量作為函數值所構建函數關系模型，當所述燃氣的平均速度作為函數值時，所對應的函數變量包括所述時間差值；

調節模塊，用于線性調節流道參數A和更換所述換能器模型型號；

分析模塊，用于在約束所述瞬時流量計算模型中瞬時流量最小時，調用所述調節模塊當前所修改設定的所述流道參數A，并配置于所述瞬時流量計算模型中，計算得到所述時間差值；

判斷模塊，用于根據所述時間差值與測量誤差之間的關系得出所述測量誤差，和用于判斷是否滿足精度等級要求；

提取模塊，用于提取滿足精度等級要求的所述流道參數A，所述流道參數A包括流道截面積、入射角和流道截面積的寬度。

2.根據權利要求1所述的超聲波流量計或燃氣表流道設計系統，其特征在于，所述流道截面積的形狀包括圓形、三角形、矩形或多邊形。

3.根據權利要求1所述的超聲波流量計或燃氣表流道設計系統，其特征在于，所述燃氣的平均速度為：

所述瞬時流量模型為：

其中，t_down為超聲波在燃氣中順程飛行時間，t_up為超聲波在燃氣中逆程飛行時間，L為聲道長度，V_m為燃氣的軸向平均速度，為入射角,S為流道截面積，q為瞬時流量，Δt為時間差值。

4.一種超聲波流量計或燃氣表流道設計方法，其特征在于，基于如權利要求1-3任一項所述的超聲波流量計或燃氣表流道設計系統，包括以下步驟：

S1：調用燃氣表流道模型；

S2：以被測燃氣表流道的流道參數為初始值，將該初始值配置于所述燃氣表流道模型中作為所述燃氣表流道模型的流道參數的初始值，并設定瞬時流量為最小流量；

S3：在設定所述瞬時流量為最小流量的條件下，調用調節模塊并線性調節流道參數A、分析模塊和判斷模塊，并調用提取模塊提取滿足精度等級要求的流道參數；

S4：將S3所獲得的流道參數配置于所述被測燃氣表流道，組成優化的被測燃氣表流道。

5.根據權利要求4所述的超聲波流量計或燃氣表流道設計方法，其特征在于，步驟S3具體包括：

S31：線性減少流道截面積，分析模塊根據減少后的流道截面積計算對應的時間差值，判斷模塊判斷流量測量誤差是否滿足精度要求，若滿足，則提取所述流道截面積，若不滿足，則執行步驟S32；

S32：線性減小入射角，分析模塊根據減小后的入射角計算對應的時間差值，判斷模塊判斷流量測量誤差是否滿足精度要求，若滿足，則提取所述入射角，若不滿足，則執行步驟S33；

S33：線性減少流道截面積的寬度，分析模塊根據減少后的流道截面積的寬度計算對應的時間差值，判斷模塊判斷流量測量誤差是否滿足精度要求，若滿足，則提取所述流道截面積的寬度，若不滿足，則執行步驟S34；

S34：同時線性減小入射角和流道截面積的寬度，分析模塊根據減小后的入射角和流道截面積的寬度計算對應的時間差值，判斷模塊判斷流量測量誤差是否滿足精度要求，若滿足，則提取所述入射角和流道截面積的寬度，若不滿足，則更換換能器型號并執行步驟S31。

6.根據權利要求5所述的超聲波流量計或燃氣表流道設計方法，其特征在于，步驟S31具體包括：

S311:當瞬時流量為最小流量時，線性減少流道截面積，并根據所述瞬時流量計算模型得出時間差值；

S312：根據所述時間差值判斷流量測量誤差是否滿足精度等級要求，若滿足，則提取所述流道截面積，若流道截面積取最小值時，流量測量精度不滿足精度等級要求，則執行S32。