一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法技術

本發明專利技術公開了一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，包括以下步驟:測量若干溫度下分別對應的超聲波飛行時間；判斷不同飛行時間是否在合理的飛行時間內；根據若干不同溫度對應的水中聲速和飛行時間建立各溫度對應的飛行時間倒數和聲速的散點圖、分段修正曲線及曲線方程；計算得到平均飛行時間；根據曲線方程計算得到測量聲速；建立超聲波在水中的聲速和溫度的擬合曲線；獲得對應的流體溫度。本發明專利技術無需溫度傳感器即可獲得準確的流體溫度；提高了超聲水表溫度補償的準確性；可準確獲取水中不同溫度對應下的聲速，從而提高了時差法超聲水表的測量精度；同時，擴大了超聲水表對不同超聲流量傳感器的使用兼容性，降低了超聲水表的硬件成本。

Temperature correction method of ultrasonic water meter without temperature sensor

The invention discloses a correction method of ultrasonic water meter temperature without a temperature sensor, which comprises the following steps: ultrasonic time of flight measurements corresponding to a plurality of temperature under different flight time; judgment on whether a reasonable flight time; according to the velocity and time of flight number corresponding to the different temperature of water in the establishment of the temperature corresponding to the flight time and countdown the scatter velocity map, piecewise correction curve and curve equation; the calculated average flight time; according to the calculated curve equation of velocity measurement; establish the fitting curve of ultrasound in water velocity and temperature of the fluid temperature corresponding to the gain. The invention relates to a temperature sensor to obtain the fluid temperature accurately and improve the accuracy of ultrasonic water meter; temperature compensation; can obtain accurate water temperature corresponding to the different sound speed, thereby improving the accuracy of time difference method of ultrasonic water meter; at the same time, expand the use of ultrasonic water meter compatibility of different ultrasonic flow sensor, reduces the ultrasonic water meter the cost of hardware.

【技術實現步驟摘要】
一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法
本專利技術屬于超聲波流量檢測
，尤其涉及一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法。
技術介紹
超聲波水表是一種全電子式儀表，通過檢測超聲波束在水中的順逆流飛行時間因速度差異產生時差得出水的流速計算出流量。由于超聲波在水中的傳播速度受溫度影響較大，管道內流體流態也受溫度影響，因此準確測量管道內流體溫度對超聲水表的計量起著至關重要的作用。目前大多超聲水表在測量流體溫度時都是使用溫度傳感器，此方法的弊端在于，溫度傳感器對流體的溫度測量準確性和實時性均不高。本專利技術所述的無溫度傳感器超聲水表，僅利用超聲流量傳感器在水中的飛行時間即可得出水的溫度，由于溫度不同時超聲波流量傳感器的特性會有所不同，聲電轉換時間也會發生改變，因此依據超聲流量傳感器測量飛行時間得出流體溫度時不能準確反映流體溫度，這將導致超聲水表測量精度下降，溫度補償準確性不高。因此為提高超聲水表的測量精度和溫度補償準確性，需要對無溫度傳感器的超聲水表溫度進行修正。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，解決了無溫度傳感器超聲水表測量精度下降、溫度補償準確性不高的問題。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，包括以下步驟:S1：將超聲水表置于流量檢測臺，設置超聲水表管段中的水流靜止且滿管，設定水溫為若干溫度temp1、temp2...tempn，并測量若干溫度下對應的超聲波飛行時間T1、T2...Tn；S2：判斷T1，T2...Tn是否在合理的飛行時間A～B內，若在此范圍內，則證明該表整體性能合格，執行S3；若不在此范圍內，則證明該表存在隱患，進行修整；S3：根據temp1、temp2...tempn溫度對應的水中聲速C1，C2…Cn和飛行時間T1，T2…Tn，建立各溫度對應的飛行時間倒數和聲速的散點圖、分段修正曲線及曲線方程；S4：測量超聲波在任一溫度點流體中的順逆流飛行時間Tα和Tβ，計算得到平均飛行時間Tαβ；S5：根據S3得出的分段修正曲線f1、f2…fn，找出Tαβ所在修正曲線，根據S3中曲線方程得到對應的Tαβ′和Tαβ"，計算得到測量聲速C′；S6：根據溫度與水中聲速對照表，建立超聲波在水中的聲速C和溫度的擬合曲線H；S7：根據S5計算得出的C′及S6建立的擬合曲線H，獲得對應的流體溫度。進一步地，所述S3中通過如下方式得到散點圖、分段修正曲線及曲線方程：a、根據水中的聲速C1，C2…Cn和飛行時間T1，T2…Tn，得到一系列散點，并建立散點圖；b、根據散點圖，通過線性、分段擬合的方式建立飛行時間T的倒數和聲速C的修正曲線f1、f2…fn；c、所述曲線f1、f2…fn的一次項系數和常數項系數為對應飛行時間區間的修正參數，并通過一次項系數和常數項系數得出曲線方程。進一步地，所述S4中平均飛行時間Tαβ的計算公式為：進一步地，所述S5中測量聲速C′計算公式為：式中L指超聲波從發射超聲流量傳感器到接收超聲流量傳感器的傳播距離，所述Tαβ′和Tαβ"是根據S3中曲線方程中Tαβ對應的一次項系數和常數項系數。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術無需溫度傳感器即可獲得準確的流體溫度；2、本專利技術提高了超聲水表溫度補償的準確性；3、本專利技術可準確獲取水中不同溫度對應下的聲速，從而提高了時差法超聲水表的測量精度；4、本專利技術擴大了超聲水表對不同超聲流量傳感器的使用兼容性，降低了超聲水表的硬件成本。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是本專利技術的流程示意圖；圖2是本專利技術針對不同溫度測出的飛行時間實驗散點圖；圖3是本專利技術中飛行時間和溫度的分段修正曲線；圖4是按本專利技術所述方法實驗得到的聲速和實際聲速及流體溫度與實際流體溫度的對照表。具體實施方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本專利技術。如圖1所示的一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，包括以下步驟:S1：將超聲水表置于流量檢測臺，設置超聲水表管段中的水流靜止且滿管，設定水溫為若干溫度5℃、10℃…60℃，并測量若干溫度下對應的超聲波飛行時間T1、T2...Tn；S2：判斷T1，T2...Tn是否在合理的飛行時間A～B內，若在此范圍內，則證明該表整體性能合格，執行S3；若不在此范圍內，則證明該表存在隱患，進行修整；S3：根據5℃、10℃…60℃溫度對應的水中聲速C1，C2…Cn和飛行時間T1，T2…Tn，得到一系列散點，并建立散點圖，如圖2所示給出了本專利技術針對不同溫度測出的飛行時間實驗散點圖，根據散點圖，通過線性、分段擬合的方式可得到X軸為Y軸為C的分段修正曲線f1、f2…fn，找出曲線f1、f2…fn的一次項系數T′和常數項系數T"，即為對應飛行時間區間的修正參數，如圖3所示給出了本專利技術中飛行時間和溫度的分段修正曲線。S4：測量超聲波在任一溫度點流體中的順逆流飛行時間Tα和Tβ，按照以下計算公式得到平均飛行時間Tαβ：S5：根據S3得出的分段修正曲線f1、f2…fn，找出Tαβ所在修正曲線，根據S3中曲線方程得到對應的Tαβ′和Tαβ"，按照以下計算公式得到測量聲速C′：式中L指超聲波從發射超聲流量傳感器到接收超聲流量傳感器的傳播距離，所述Tαβ′和Tαβ"是根據S3中曲線方程中Tαβ對應的一次項系數和常數項系數；S6：根據溫度與水中聲速對照表，建立超聲波在水中的聲速C和溫度的擬合曲線H；S7：根據S5計算得出的C′及S6建立的擬合曲線H，獲得對應的流體溫度，如圖4所示給出了按本專利技術所述方法實驗得到的聲速和實際聲速及流體溫度與實際流體溫度的對照表，由此對照表可知，本專利技術方法實驗得到的流體溫度誤差在±0.1℃以內，溫度測量精度較高，足以滿足超聲水表對流體溫度的測量精度要求。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理、主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，其特征在于：包括以下步驟:S1：將超聲水表置于流量檢測臺，設置超聲水表管段中的水流靜止且滿管，設定水溫為若干溫度temp1、temp2...tempn，并測量若干溫度下對應的超聲波飛行時間T1、T2...Tn；S2：判斷T1，T2...Tn是否在合理的飛行時間A～B內，若在此范圍內，則證明該表整體性能合格，執行S3；若不在此范圍內，則證明該表存在隱患，進行修整；S3：根據temp1、temp2...tempn溫度對應的水中聲速C1，C2…Cn和飛行時間T1，T2…Tn，建立各溫度對應的飛行時間倒數和聲速的散點圖、分段修正曲線及曲線方程；S4：測量超聲波在任一溫度點流體中的順逆流飛行時間T

【技術特征摘要】
1.一種無溫度傳感器的超聲水表溫度修正方法，其特征在于：包括以下步驟:S1：將超聲水表置于流量檢測臺，設置超聲水表管段中的水流靜止且滿管，設定水溫為若干溫度temp1、temp2...tempn，并測量若干溫度下對應的超聲波飛行時間T1、T2...Tn；S2：判斷T1，T2...Tn是否在合理的飛行時間A～B內，若在此范圍內，則證明該表整體性能合格，執行S3；若不在此范圍內，則證明該表存在隱患，進行修整；S3：根據temp1、temp2...tempn溫度對應的水中聲速C1，C2…Cn和飛行時間T1，T2…Tn，建立各溫度對應的飛行時間倒數和聲速的散點圖、分段修正曲線及曲線方程；S4：測量超聲波在任一溫度點流體中的順逆流飛行時間Tα和Tβ，計算得到平均飛行時間Tαβ；S5：根據S3得出的分段修正曲線f1、f2…fn，找出Tαβ所在修正曲線，根據S3中曲線方程得到對應的Tαβ′和Tαβ"，計算得到測量聲速C′；S6：根據溫度與水中聲速對照表，建立超聲波在水中的聲速C和溫度的擬合曲線H...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚蘇琴，梅珠漢，張雪風，
申請(專利權)人：安徽水聯水務科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34