CN110646040A

CN110646040A - 一种超宽量程物联网超声波燃气表及使用方法

Info

Publication number: CN110646040A
Application number: CN201810667056.0A
Authority: CN
Inventors: 郑孚; 刘欢; 徐明辉; 初勇
Original assignee: Liaoning Scaler Technology Co Ltd
Current assignee: Liaoning Scaler Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明所提供的超宽量程物联网超声波燃气表及其使用方法，拓宽了燃气表的量程，使量程比达到大于1:1000，可以达到1:1500，提高了全量程范围的精度，扩展了超声波燃气表的适用范围，方便了燃气用户，而且很大程度降低了成本。而低功耗广域网的通信模组的加入，使得数据及时传到远端服务器，从而实现燃气的物联网大数据分析。对超声波燃气表在燃气领域的应用和推广具有广泛意义。

Description

一种超宽量程物联网超声波燃气表及使用方法

技术领域

本发明涉及气体流量测量与物联网应用领域，尤其是涉及一种超宽量程物联网超声波燃气表及其使用方法。

背景技术

超宽量程物联网超声波燃气表是一种内置低功耗广域物联网功能的全电子式的燃气表，广泛应用在燃气行业、低压非家用的燃气计量、智能计量的场合。

非家用超声波燃气表行业惯例是指公称流量大于6m³/h的燃气表。目前美国申舒斯超声波燃气表产品的量程比为1:200，日本爱知超声波燃气表产品量程比为1:50，德国西克超声波燃气表产品量程比最大为1:200，且都没有自带物联网功能。而国内企业也在生产相关产品其最大量程比不超过1:200。燃气行业应用时都希望燃气表的量程范围越宽越好，目前行业内没有明确定义超声波燃气表的超宽量程比是多少，釆用现有超声计量技术，量程比超过1:400（全量误差不大于±1%）尚未见有文献报道，因而可以定义在全量程误差小于±1%量程比大于1:400为超宽量程超声波燃气表。在此之前，为了保证计量准确，就需要同时安装大小公称流量多块表来满足计量需求。如果不能用多块表来分段计量，就会给燃气供应企业带来额外计量损失，至今没有好的解决方案。虽然现有的超声波燃气表优于机械式燃气表，但依然难以满足实际需求。本发明的超宽量程物联网超声波燃气表其在精度在全量程精度±1%的情况下，量程比可以做到大于1:1000。超宽量程物联网超声波燃气表最大工作压力不大于50Kp。作为低压表，测量流量范围宽，精度高，使用寿命长。超宽量程物联网超声波燃气表可识别气质变化，可防止偷气行为。长时间使用无机械磨损，可保持高精度，且精度基本上与使用时间无关联。从市场情况看，非家用燃气表多用于饭店酒楼餐饮等行业，需求量程范围宽，燃气表的宽量程比特性尤为重要，普通燃气表的量程比只能达到1:100，一般情况下采用普通燃气表需要选取不同量程范围的多块表才能满足计量要求，在大流量开启大口径表具的阀门，在小流量时关闭大口径表具的阀门开启小口径表具的阀门，成本高，而且操作复杂。超宽量程物联网超声波燃气表量程比达到1:1000，全量程精度可以达到±1%，一块表就可以满足要求，不仅不需要复杂的操作，而且很大程度降低了成本。

发明内容

针对目前气体流量测量装置存在的量程小问题，提供一种测量精度高、可靠性好，超宽量程物联网超声波燃气表及其使用方法。

一种超宽量程物联网超声波燃气表，由表进气口1、矩形气道2、内嵌有整流片3、换能器4和换能器5、计量模块6、金属壳体7、控制阀门8、低功耗广域网的通信模组9、显示装置10、MCU超声波燃气表控制板11、温度传感器12、压力传感器13、电池盒14、计量用电池15、物联网通讯用电池16、导流档板17组成；其连接关系是：矩形气道2的长度宽度比大于8:1，气道截面、高度宽度比大于2:1，多片整流片3安装在矩形气道2之中，整流片3彼此间距为1.1mm-4mm，换能器4和换能器5 安装在矩形气道2的两侧，换能器4和换能器5对射轴线与矩形气道2中心线形成的角度范围为35°-45°，换能器4和换能器5间距范围为40mm-70mm，换能器4和换能器5频率200kHz到500kHz，计量模块6固定在矩形气道2上方，换能器4和换能器5连接到计量模块6，将安装好各零件的矩形气道2安装在金属壳体7之中，金属壳体7和矩形气道2的体积之比在30: 1- 100：1范围内，矩形气道2一端连接到表具出气口，另一端在金属壳体7内敞开，控制阀门8和导流档板17安装在表具的表进气口1，计量模块6、控制阀门8、低功耗广域网的通信模组9、显示装置10、温度传感器12、压力传感器13、电池盒14、计量用电池15及物联网通讯用电池16均连接到MCU超声波燃气表控制板11，MCU超声波燃气表控制板11中嵌有修正算法的数据处理软件及温度压力补偿算法软件；上述装置的使用方法是：气体由表具表进气口1经过控制阀门8和导流档板17进入金属壳体7中，气体充满壳体7后从矩形气道2中的多片整流片3流过，当气体流过换能器4和换能器5，计量模块6输出时间值，根据时间值计算出时差，得出气体流速，根据矩形气道2的横截面积计算得到瞬时流量，MCU超声波燃气表控制板11经过算法计算出修正系数，对气体瞬时流量值进行修正后，MCU超声波燃气表控制板11根据温度传感器12、压力传感器13测量出温度压力值进而计算出体积补偿系数，经过流量计算结果输出显示装置10，通过低功耗广域网的通信模组9，将数据传输到远端的服务器。

本发明的特征在于一种超宽量程比物联网超声燃气表它在全量程范围内，在误差不大于±1%情况下量程比大于1:1000，最高可以达到1:1500。

本发明的特征在于有一个矩形气道，这个矩形气道长宽比大于8: 1，进气口横截面高度宽度比大于2: 1，这个矩形气道是气体流量计量的关键，这个矩形气道集换能器、整流片于一体，这个矩形气道的尺寸解决了气体流体整流难的问题以及解决了压损大的问题，实现了量程比1: 1500、全量程精度±1%。

本发明的特征在于气道内的整流片，多片整流片之间的间距为1.1mm-4mm，当气体流经矩形气道时会产生紊流，流量变化时分流比会发生巨大变化，本发明的整流片调整到合适的间距，将紊流整流为层流，使得换能器发射和接收信号更准确，使得计量更准确，同时本发明也解决了流量变化时分流比发生巨大变化的问题。

本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表的气道安装在一个大体积的金属壳体内，它的特征在于金属壳体体积和气道体积比在30:1—100:1范围内。当气体直接进入金属壳体中时，体积较大的壳体具有缓冲作用，避免气流直接进入矩形气道，影响量程比与计量精度；当金属壳体积与气道体积比较小时，无法保证全量程精度和量程比。

根椐上述特征所述本发明的特征还在于它的进气口可设置一导流档板,它的形状可以是一平板，也可以是一个倒L形的档板，用于将进气口的燃气气流导向壳的底部，避免进气口流进的燃气直接进入气道，而影响计量精度与量程比。

根据上述特征所述本发明流体计量气道的特征在于矩形进气道的长宽比大于8:1，当流体计量气道长宽小于这个比例时量程比难超过1:500，更难以达到1:1000。

根据上述特征所述本发明的特征还在于，流体计量气道矩型进气口的高宽比为大于2:1，当高宽比小于此比例时量程比与精度难以保证。

根据上述特征所述本发明的特征还在于，流体计量气道内置的整流片间矩为1.1mm一4mm,低压气体状态(气体压力小于50kp)情况下间距过小压损增加、间距过大影响量程比与精度。

根据上述特征所述本发明的特征在于超声波换能器的安装尺寸，换能器3和换能器 4对射轴线与矩形流体计量气道2中心线形成的角度范围为35°-45°，换能器3和换能器4间距范围为40mm-70mm。

根据上述特征所述本发明的特征在于超声计时模块安装在表壳内的流体计量气道上，其特征还在于计时模块嵌在气道上的密封壳体中；计时模块通过超声波换能器测量并输出时间数据，测量并传输到控制主板的MCU，进而算出时差，根据时差计算出流速，结合气道机械尺寸进而计算得出瞬时流量，模块嵌在密封金属壳体中，形成了一个大型屏蔽罩，提高抗干扰能力。

根椐上述特征所述本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表进气口安装了控制阀门，在用户发生窃气行为或管道混有空气时可以及时关闭阀门，切断气体流量。在设备发生故障时可以关闭阀门。安装此阀门可以实现燃气表的预付费功能。

本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表根据流气体速变化及主控MCU内存有在温度为16度的环境下天然气的声速值与空气的声速值列表（Gulf Coast GRI参比天然气混合物声速值为430.5m/s，Amarillo GRI参比天然气混合物声速值为420m/s，Ekofisk GRI参比天然气混合物声速值为416.2m/s，空气声速值为340.78m/s）及气体流速的判断程序，用于判断表是否在管道上或管道中混入空气，据温度补偿后表内介质的声速值变化时，当气体判断程序判断表脱离管道或管道混入空气，会关闭阀门，在显示屏上给予显示，并且通过低功耗广域网通讯模块向云端后台发出报警信号，保障用户安全。本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表MCU超声波燃气表控制板的窃气处理程序，根据温度补偿后表内介质的声速值变化进行窃气判断，会关闭阀门，实现防窃功能。

本发明的特征在于MCU主板有一个低功耗广域网的通信模组可以是Nb通讯模组、也可以是eMTC通讯模组、也可以是LoRa通讯模组，上述程序也可写入模组芯片内。物联网用于异常数据的上报，计量数据的采集，及计量故障的监控。同时也将拆表装表信息传到远端服务器，安全功能检测数据上传到远端服务器。实现超宽量程物联网超声波燃气表表具的数据监控。

本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表内置温度传感器、压力传感器，根根气态方程的温度压力补偿算法程序，用于将计量燃气(气体)的工况值转换成标况值保证计量精度；

本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表，超声波计量与物联网通讯采用各自独立2块电池，以保证计量与通讯，一旦物联网通讯出现故障，而保证计量的高可靠性不受影响。

本发明的特征在于计时模块发出时差数字信号后传输到主控板、由控制主板的MCU对信号进行计算，完成时差、流速到流量的转换。MCU超声波燃气表控制板内嵌算法软件，把原始误差经过计算得出准确精度。超宽量程物联网超声波燃气表测量的误差曲线是线性的，可采用（1）的修正算法：

q_V,true=q_V，actual（100／（100+E（q_V,actual）））……………………………(1)

式中：

q_V,true ——表具应给出的无显著误差的值，即标准设备的流量；

q_V，actual ——实测流量；

E（q_V,actual） ——示值误差，以百分数表示；

采用标准设备测试超宽量程物联网超声波燃气表可以得到示值误差E（q_V,actual），q_V，actual是表具测得的流量，根据公式（1）可以算出实际流量。

本发明的特征在于MCU超声波燃气表控制板内嵌程序处理，MCU主板上电后物联网超声波燃气表首先执行初始化程序，分别包括数据存储功能模块初始化、燃气表计量功能模块通讯串口初始化、燃气使用安全监测功能模块初始化、低功耗广域网的通信模组程序初始化，液晶模块初始化；初始化程序执行完毕后执行系统时钟配置程序，经过系统时钟配置完成内部需要时钟功能、端口初始化完成各个功能所需端口配置、看门狗定时器定时设置、外部存储器初始化及读取参数。MCU进入开启全局中断低功耗状态等待中断唤醒，程序进入到事件数组判断循环中，当发生中断时程序跳出循环进入中断判断程序，判断是串口计量中断还是定时器中断。如果是计量中断，执行计量程序，并进行修正计算，得出瞬时流量并计算出累计流量，根据温度压力测量后得出体积补偿系数，累计流量经过补偿后输出显示。如果是计量故障，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传故障数据。如果是发生拆表动作，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传拆表数据及上报窃气动作。如果是安全功能，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传安全功能数据。如果中断类型是定时器中断，则判断是否到预设时间，到达预设时间后，进行广域网通讯模块程序初始化，对表内数据进行采集并发送数据到远端服务器。服务器软件经过数据解析，并下发需要下发的数据到表端，接收到下发命令后，表端进行数据存储。

本发明的有益效果:本发明所提供的超宽量程物联网超声波燃气表及其使用方法，拓宽了燃气表的量程，使量程比达到大于1:1000，可以达到1: 1500，提高了全量程范围的精度，扩展了超声波燃气表的适用范围，方便了燃气用户，而且很大程度降低了成本。而低功耗广域网的通信模组的加入，使得数据及时传到远端服务器，从而实现燃气的物联网大数据分析。对超声波燃气表在燃气领域的应用和推广具有广泛意义。

附图说明

图1是本发明超宽量程物联网超声波燃气表外部正面结构示意图；

图2是本发明超宽量程物联网超声波燃气表结构示意图；

图3是本发明超宽量程物联网超声波燃气表的程序流程示意图；

图2中：1.表进气口，2.整流片，3.矩形气道，4.换能器，5.换能器，6.计量模块，7.金属壳体，8.控制阀门，9.低功耗广域网的通信模组，10.显示装置，11. MCU超声波燃气表控制板，12.温度传感器，13.压力传感器，14.电池盒，15.计量用电池，16.物联网通讯用电池，17.导流档板。

下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

—种超宽量程物联网超声波燃气表及其使用方法，其超宽量程物联网超声波燃气表，如图2所示，其连接关系是：注塑成形材质为PBT的矩形气道2的长度宽度比大于8:1，高度宽度比大于2:1，材质304的多片整流片3安装在矩形气道2之中，整流片3彼此间距为1.1mm-4mm，换能器4和换能器5安装在矩形气道2的两侧，换能器4和换能器5对射轴线与矩形气道2中心线形成的角度范围为35°-45°，换能器4和换能器5间距范围为40mm- 70mm，换能器4和换能器5频率200kHz到500kHz，计量模块6固定在矩形气道2上方，换能器4和换能器5连接到计量模块6，将安装好各零件的矩形气道2安装在冷轧钢板冲压成型的金属壳体7之中，金属壳体7和矩形气道2的体积之比在30: 1-100: 1范围内，矩形气道2—端连接到表具出气口，另一端在金属壳体7内敞开。控制阀门8和导流档板17安装在表具的表进气口1。计量模块6、控制阀门8、低功耗广域网的通信模组9、显示装置10、温度传感器12、压力传感器13、电池盒14、计量用电池15及物联网通讯用电池16均连接到MCU超声波燃气表控制板11，MCU超声波燃气表控制板11中嵌有修正算法的数据处理软件及温度压力补偿算法软件。

上述装置的使用方法是：气体从表进气口1进入，气体由表具入口经过控制阀门8和导流档板17进入金属壳体7中，气体充满壳体7后从矩形气道2中的多片整流片3流过，气体在进入矩形气道2之前的流体为紊流，经过装有整流片3的矩形气道2后流体变为层流，有利于测量流速值。当气体经过两侧安装了两个能够发送和接收超声波脉冲的换能器4和换能器5矩形气道2，气体通过换能器4和换能器5时，超声波脉冲从换能器4到换能器5时间缩短，从换能器5到换能器4的时间增加，产生时差，根据时差和气道机械尺寸，可以计算出瞬时流量。由于换能器4和换能器5采用的是200kHz到 500kHz的高频率换能器，精度更高。计量模块6用于驱动换能器4和换能器5发射超声波和接收超声波，计量模块6计算出换能器4和换能器5发射超声波和接收超声波的时间，输出两个精准的时间值，传递给MCU超声波燃气表控制板11，嵌有修正算法的数据处理软件的MCU 超声波燃气表控制板11经过相关计量计算，MCU超声波燃气表控制板11根据温度传感器12、压力传感器13测量出温度压力值进而计算出体积补偿系数，将补偿后的体积输出到显示装置10。MCU超声波燃气表控制板11可以检测到表具发生故障会控制控制阀门8关闭。MCU超声波燃气表控制板11会通过低功耗广域网的通信模组9定时传输计量数据及燃气表表内状态到远端服务器。MCU超声波燃气表控制板11检测到拆表动作、安全功能后通过低功耗广域网的通信模组9将数据传输到远端服务器。

MCU主板上电后物联网超声波燃气表首先执行初始化程序，分别包括数据存储功能模块初始化、燃气表计量功能模块通讯串口初始化、燃气使用安全监测功能模块初始化、低功耗广域网的通信模组程序初始化，液晶模块初始化。

初始化程序执行完毕后执行系统时钟配置程序，经过系统时钟配置完成内部需要时钟功能、端口初始化完成各个功能所需端口配置、看门狗定时器定时设置、外部存储器初始化及读取参数。MCU进入开启全局中断低功耗状态等待中断唤醒，程序进入到事件数组判断循环中，当发生中断时程序跳出循环进入中断判断程序，判断是串口计量中断还是定时器中断。如果是计量中断，执行计量程序，并进行修正计算，得出瞬时流量并计算出累计流量，根据温度压力测量后得出体积补偿系数，累计流量经过补偿后输出显示。如果是计量故障，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传故障数据。如果是发生拆表动作，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传拆表数据及上报窃气动作。如果是安全功能，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传安全功能数据。如果中断类型是定时器中断，则判断是否到预设时间，到达预设时间后，进行广域网通讯模块程序初始化，对表内数据进行采集并发送数据到远端服务器。服务器软件经过数据解析，并下发需要下发的数据到表端，接收到下发命令后，表端进行数据存储。

Claims

1.一种超宽量程物联网超声波燃气表，由表进气口1、矩形气道2、内嵌有整流片3、换能器4和换能器5、计量模块6、金属壳体7、控制阀门8、低功耗广域网的通信模组9、显示装置10、MCU超声波燃气表控制板11、温度传感器12、压力传感器13、电池盒14、计量用电池15、物联网通讯用电池16、导流档板17组成；其连接关系是：矩形气道2的长度宽度比大于8:1，气道截面、高度宽度比大于2:1，多片整流片3安装在矩形气道2之中，整流片3彼此间距为1.1mm-4mm，换能器4和换能器5 安装在矩形气道2的两侧，换能器4和换能器5对射轴线与矩形气道2中心线形成的角度范围为35°-45°，换能器4和换能器5间距范围为40mm-70mm，换能器4和换能器5频率200kHz到500kHz，计量模块6固定在矩形气道2上方，换能器4和换能器5连接到计量模块6，将安装好各零件的矩形气道2安装在金属壳体7之中，金属壳体7和矩形气道2的体积之比在30: 1- 100：1范围内，矩形气道2一端连接到表具出气口，另一端在金属壳体7内敞开，控制阀门8和导流档板17安装在表具的表进气口1，计量模块6、控制阀门8、低功耗广域网的通信模组9、显示装置10、温度传感器12、压力传感器13、电池盒14、计量用电池15及物联网通讯用电池16均连接到MCU超声波燃气表控制板11，MCU超声波燃气表控制板11中嵌有修正算法的数据处理软件及温度压力补偿算法软件。

2.上述装置的使用方法是：气体由表具表进气口1经过控制阀门8和导流档板17进入金属壳体7中，气体充满壳体7后从矩形气道2中的多片整流片3流过，当气体流过换能器4和换能器5，计量模块6输出时间值，根据时间值计算出时差，得出气体流速，根据矩形气道2的横截面积计算得到瞬时流量，MCU超声波燃气表控制板11经过算法计算出修正系数，对气体瞬时流量值进行修正后，MCU超声波燃气表控制板11根据温度传感器12、压力传感器13测量出温度压力值进而计算出体积补偿系数，经过流量计算结果输出显示装置10，通过低功耗广域网的通信模组9，将数据传输到远端的服务器。

3.本发明的特征在于一种超宽量程比物联网超声燃气表它在全量程范围内，在误差不大于±1%情况下量程比大于1:1000，最高可以达到1:1500。

4.本发明的特征在于有一个矩形气道，这个矩形气道长宽比大于8: 1，进气口横截面高度宽度比大于2: 1，这个矩形气道是气体流量计量的关键，这个矩形气道集换能器、整流片于一体，这个矩形气道的尺寸解决了气体流体整流难的问题以及解决了压损大的问题，实现了量程比1: 1500、全量程精度±1%。

5.本发明的特征在于气道内的整流片，多片整流片之间的间距为1.1mm-4mm，当气体流经矩形气道时会产生紊流，流量变化时分流比会发生巨大变化，本发明的整流片调整到合适的间距，将紊流整流为层流，使得换能器发射和接收信号更准确，使得计量更准确，同时本发明也解决了流量变化时分流比发生巨大变化的问题。

6.本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表的气道安装在一个大体积的金属壳体内，它的特征在于金属壳体体积和气道体积比在30:1—100:1范围内；当气体直接进入金属壳体中时，体积较大的壳体具有缓冲作用，避免气流直接进入矩形气道，影响量程比与计量精度；当金属壳体积与气道体积比较小时，无法保证全量程精度和量程比。

7.根椐权利要求6所述，本发明的特征还在于它的进气口可设置一导流档板,它的形状可以是一平板，也可以是一个倒L形的档板，用于将进气口的燃气气流导向壳的底部，避免进气口流进的燃气直接进入气道，而影响计量精度与量程比。

8.根据权利要求7所述本发明流体计量气道的特征在于矩形进气道的长宽比大于8:1，当流体计量气道长宽小于这个比例时量程比难超过1:500，更难以达到1:1000。

9.根据权利要求8所述本发明的特征还在于，流体计量气道矩型进气口的高宽比为大于2:1，当高宽比小于此比例时量程比与精度难以保证。

10.根据权利要求8所述本发明的特征还在于，流体计量气道内置的整流片间矩为1.1mm一4mm,低压气体状态(气体压力小于50kp)情况下间距过小压损增加、间距过大影响量程比与精度。

11.根据权利要求8所述本发明的特征在于超声波换能器的安装尺寸，换能器3和换能器 4对射轴线与矩形流体计量气道2中心线形成的角度范围为35°-45°，换能器3和换能器4间距范围为40mm-70mm。

12.根据权利要求8所述本发明的特征在于超声计时模块安装在表壳内的流体计量气道上，其特征还在于计时模块嵌在气道上的密封壳体中；计时模块通过超声波换能器测量并输出时间数据，测量并传输到控制主板的MCU，进而算出时差，根据时差计算出流速，结合气道机械尺寸进而计算得出瞬时流量，模块嵌在密封金属壳体中，形成了一个大型屏蔽罩，提高抗干扰能力。

13.根椐权利要求1所述本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表进气口安装了控制阀门，在用户发生窃气行为或管道混有空气时可以及时关闭阀门，切断气体流量；在设备发生故障时可以关闭阀门；安装此阀门可以实现燃气表的预付费功能。

14.本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表根据流气体速变化及主控MCU内存有在温度为16度的环境下天然气的声速值与空气的声速值列表（Gulf Coast GRI参比天然气混合物声速值为430.5m/s，Amarillo GRI参比天然气混合物声速值为420m/s，Ekofisk GRI参比天然气混合物声速值为416.2m/s，空气声速值为340.78m/s）及气体流速的判断程序，用于判断表是否在管道上或管道中混入空气，据温度补偿后表内介质的声速值变化时，当气体判断程序判断表脱离管道或管道混入空气，会关闭阀门，在显示屏上给予显示，并且通过低功耗广域网通讯模块向云端后台发出报警信号，保障用户安全；本发明的特征在于超宽量程物联网超声波燃气表MCU超声波燃气表控制板的窃气处理程序，根据温度补偿后表内介质的声速值变化进行窃气判断，会关闭阀门，实现防窃功能。

15.本发明的特征在于MCU主板有一个低功耗广域网的通信模组可以是Nb通讯模组、也可以是eMTC通讯模组、也可以是LoRa通讯模组，上述程序也可写入模组芯片内；物联网用于异常数据的上报，计量数据的采集，及计量故障的监控；同时也将拆表装表信息传到远端服务器，安全功能检测数据上传到远端服务器；实现超宽量程物联网超声波燃气表表具的数据监控。

16.本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表内置温度传感器、压力传感器，根根气态方程的温度压力补偿算法程序，用于将计量燃气(气体)的工况值转换成标况值保证计量精度。

17.本发明的特征还在于超宽量程物联网超声波燃气表，超声波计量与物联网通讯采用各自独立2块电池，以保证计量与通讯，一旦物联网通讯出现故障，而保证计量的高可靠性不受影响。

18.本发明的特征在于计时模块发出时差数字信号后传输到主控板、由控制主板的MCU对信号进行计算，完成时差、流速到流量的转换；MCU超声波燃气表控制板内嵌算法软件，把原始误差经过计算得出准确精度；超宽量程物联网超声波燃气表测量的误差曲线是线性的，可采用（1）的修正算法：

qV,true=qV，actual（100／（100+E（qV,actual）））……………………………(1)

式中：

qV,true ——表具应给出的无显著误差的值，即标准设备的流量；

qV，actual ——实测流量；

E（qV,actual）——示值误差，以百分数表示；

采用标准设备测试超宽量程物联网超声波燃气表可以得到示值误差E（qV,actual），qV，actual是表具测得的流量，根据公式（1）可以算出实际流量。

19.本发明的特征在于MCU超声波燃气表控制板内嵌程序处理，MCU主板上电后物联网超声波燃气表首先执行初始化程序，分别包括数据存储功能模块初始化、燃气表计量功能模块通讯串口初始化、燃气使用安全监测功能模块初始化、低功耗广域网的通信模组程序初始化，液晶模块初始化；初始化程序执行完毕后执行系统时钟配置程序，经过系统时钟配置完成内部需要时钟功能、端口初始化完成各个功能所需端口配置、看门狗定时器定时设置、外部存储器初始化及读取参数；MCU进入开启全局中断低功耗状态等待中断唤醒，程序进入到事件数组判断循环中，当发生中断时程序跳出循环进入中断判断程序，判断是串口计量中断还是定时器中断；如果是计量中断，执行计量程序，并进行修正计算，得出瞬时流量并计算出累计流量，根据温度压力测量后得出体积补偿系数，累计流量经过补偿后输出显示；如果是计量故障，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传故障数据；如果是发生拆表动作，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传拆表数据及上报窃气动作；如果是安全功能，关阀后进行广域网通讯模块程序初始化，上传安全功能数据；如果中断类型是定时器中断，则判断是否到预设时间，到达预设时间后，进行广域网通讯模块程序初始化，对表内数据进行采集并发送数据到远端服务器；服务器软件经过数据解析，并下发需要下发的数据到表端，接收到下发命令后，表端进行数据存储。