[發(fā)明專利]一種基于超聲水表的水流溫度測量方法以及超聲波水表

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• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112254835A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘晨;陳富光;婁嘉駿;曾靜凱;曾淑云;沈航
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波水表（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: G01K11/24
• 分類號: G01K11/24;G01F1/66
• 代理公司: 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466
• 代理人: 余威

1.一種基于超聲水表的水流溫度測量方法，其特征在于，所述水流溫度測量方法包括：

獲取從超聲波發(fā)射端到超聲波接收端之間測量的理論傳播距離；

獲取距離誤差補償系數(shù)，并根據(jù)理論傳播距離計算獲得超聲波的實際傳播距離；

獲取時間測量芯片的轉(zhuǎn)換時間，以及讀取時間測量芯片所接收到的當(dāng)前超聲波的傳播時間，并且根據(jù)轉(zhuǎn)換時間以及讀取的傳播時間計算獲得超聲波實際傳播時間；

根據(jù)所述實際傳播距離和實際傳播的時間計算獲得超聲波在當(dāng)前經(jīng)過水表的水體中的實際傳播速度；

根據(jù)超聲波傳播速度與水體溫度之間關(guān)系的計算公式計算獲得當(dāng)前流經(jīng)水表水體的實際溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述水流溫度測量方法還包括：在獲取從超聲波發(fā)射端到超聲波接收端之間測量的理論傳播距離之前還需要：測量超聲波發(fā)射端到超聲波接收端之間的距離，并將所述測量的距離作為超聲波理論傳播距離進(jìn)行存儲。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述水流溫度測量方法還包括：在獲取從超聲波發(fā)射端到超聲波接收端之間測量的理論傳播距離之前還需要：獲取超聲波在第一特定溫度純凈水中的第一傳播速度，以及獲取超聲波在第二特定溫度純凈水中的第二傳播速度，讀取第一特定溫度純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中第一傳播時間，讀取第二特定溫度純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中的第二傳播時間；

根據(jù)所述第一傳播速度和所述第一傳播時間以及所述第二傳播速度和所述第二傳播時間計算獲得超聲波實際傳播距離的以及時間測量芯片的轉(zhuǎn)換時間，并且對轉(zhuǎn)換時間進(jìn)行存儲；

根據(jù)實際傳播的距離和理論傳播的距離獲得超聲波水表的距離誤差補償系數(shù)并且對所述距離誤差補償系數(shù)進(jìn)行存儲。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述傳播速度與溫度的計算公式為：f1＝(1495.7*Cx+((1495.7*Cx-2.3396e6)^2+4.6367e9)^(1/2)-2.3396e6)^(1/3)-1667.5/(1495.7*Cx+((1495.7*Cx-2.3396e6)^2+4.6367e9)^(1/2)-2.3396e6)^(1/3)+57.931；其實f1為當(dāng)前水體的溫度，Cx為超聲波在當(dāng)前水體中實際傳播的速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述第一傳播速度為超聲波在15攝氏度純凈水中的傳播速度，所述第二傳播速度為超聲波在25攝氏度純凈水中的傳播速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述第一傳播時間為15攝氏度的純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中的傳播時間，所述第二傳播時間為25攝氏度的純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中的傳播時間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述水流溫度測量方法還包括：單位時間進(jìn)行多次計算當(dāng)前流經(jīng)水表水體的溫度并求其平均值作為最終顯示溫度，并對該最終顯示溫度進(jìn)行存儲。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水流溫度測量方法，其特征在于，所述水流溫度測量方法還包括：調(diào)用存儲的實際溫度值，并將其顯示在水表的顯示屏上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流溫度測量方法，其特征在于，獲取第一特定溫度純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中第一傳播時間包括：15攝氏度的純凈水流經(jīng)水表，超聲波發(fā)射端發(fā)出超聲波并由超聲波接收端接收超聲波，該發(fā)射和接收過程經(jīng)由超聲換能器將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，由時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片獲得超聲波從發(fā)射端到接收端的時間，讀取該時間作為第一傳播時間，獲取第二特定溫度純凈水流經(jīng)水表時超聲波在流經(jīng)水表的純凈水中第一傳播時間包括：25攝氏度的純凈水流經(jīng)水表，超聲波發(fā)射端發(fā)出超聲波并由超聲波接收端接收超聲波，該發(fā)射和接收過程經(jīng)由超聲換能器將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，由時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片獲得超聲波從發(fā)射端到接收端的時間，讀取該時間作為第二傳播時間。

10.一種超聲波水表，其特征在于，所述超聲波水表包括控制處理器，所述控制處理器包括：

存儲單元，用于存儲理論傳播距離、距離誤差補償系數(shù)以及時間測量芯片的轉(zhuǎn)換時間；

獲取單元，用于從存儲單元中獲取所述理論傳播距離、距離誤差補償系數(shù)以及時間測量芯片的轉(zhuǎn)換時間；

讀取單元，用于讀取時間測量芯片所接收到的當(dāng)前超聲波的傳播時間；

計算單元，用于計算超聲波的實際傳播距離、超聲波實際傳播時間、超聲波在當(dāng)前經(jīng)過水表的水體中的實際傳播速度以及當(dāng)前流經(jīng)水表水體的實際溫度。