CN110887549A - 一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法。本发明首先计算超声波计量通道内无气体流动时的超声波飞行时间和超声波计量通道内有气体流动时的超声波飞行时间，然后设置飞行时间的基准值，通过声速采样对超声波计量通道内进行检测，根据不同情况修正飞行时间的基准值，完成飞行时间校准。本发明方法，通过根据不同的情况修正飞行时间的基准值，以此来排除干扰，提高采样到的飞行时间的可信度，从而得到较准确的流量数据。

Description

一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法

技术领域

本发明属于仪表智能控制技术领域,具体涉及一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法。

背景技术

超声波计量通道有发送和接收两个传感器，在使用过程中通过计算飞行时间的差值来确定燃气流量，但实际使用过程中因为温度等环境因素会导致声速发生变化，从而影响飞行时间的计算。该专利提供一种方法，通过软件判断环境变化并矫正飞行时间的变化量。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法。

一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法，具体步骤如下：

步骤(1).计算超声波计量通道内无气体流动时的超声波飞行时间：

将换能器A作为发射装置，换能器B作为接收装置，超声波从发射装置到接收装置的飞行时间为Ta，超声波从接收装置到发射装置的飞行时间为Tb，超声波计量通道长度为X，超声波在超声波计量通道内的气体的传播速度为v₁；

Ta＝Tb＝X/v₁

步骤(2).计算超声波计量通道内有气体流动时的超声波飞行时间：

超声波从发射装置到接收装置的实际飞行时间为TA，从接收装置到发射装置的实际飞行时间为TB，气体的流量为v₂t，则：

TA＝Ta+X/v₂t

TB＝Tb-X/v₂t

步骤(3).设置飞行时间的基准值，通过声速采样对超声波计量通道内进行检测，根据不同情况修正飞行时间的基准值，完成飞行时间校准：

首次通电时进行10次采样，计算10次飞行时间的平均值，将获得的平均值作为首次声速采样时的飞行时间的基准值，DTa为超声波从发射装置到接收装置的飞行时间的基准值，DTb为超声波从接收装置到发射装置的飞行时间的基准值，然后每2秒进行一次声速采样；

1、当检测到Ta与Tb同向变化时，超声波计量通道的环境发生改变，则同时更新基准值DTa与DTb；

2、当检测到Ta与Tb反向变化时，判断||DTa-Ta|-|DTb-Tb||与是否大于阈值τ；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||＜τ，则表示超声波计量通道存在正常流量；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta与Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍存在 ||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ情况，则记录当前的Ta与Tb，流量取 |DTa-Ta|与|DTb-Tb|的平均值，更新变化较大的基准值DTa或DTb。所述的干扰因素包括流场不稳定、传感器特性发生变化、流道内出现杂质、表具发生震动导致传感器位移。

3、当检测到只有Ta或Tb变化时，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta或Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍检测到只有Ta或Tb变化，则认为传感器特性发生变化，更新变化的基准值DTa或DTb；

本发明有益效果如下：

本发明方法，通过根据不同的情况修正飞行时间的基准值，以此来排除干扰，提高采样到的飞行时间的可信度，从而得到较准确的流量数据。

附图说明

图1为本发明方法中超声波计量通道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明保护范围不局限于以下所述。

一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法，具体步骤如下：

步骤(1).计算超声波计量通道内无气体流动时的超声波飞行时间：

如图1所示，将换能器A作为发射装置，换能器B作为接收装置，超声波从发射装置到接收装置的飞行时间为Ta，超声波从接收装置到发射装置的飞行时间为Tb，超声波计量通道长度为X，超声波在超声波计量通道内的气体的传播速度为v₁；

Ta＝Tb＝X/v₁

步骤(2).计算超声波计量通道内有气体流动时的超声波飞行时间：

超声波从发射装置到接收装置的实际飞行时间为TA，从接收装置到发射装置的实际飞行时间为TB，气体的流量为v₂t，则：

TA＝Ta+X/v₂t

TB＝Tb-X/v₂t

步骤(3).设置飞行时间的基准值，通过声速采样对超声波计量通道内进行检测，根据不同情况修正飞行时间的基准值，完成飞行时间校准：

首次通电时进行10次采样，计算10次飞行时间的平均值，将获得的平均值作为首次声速采样时的飞行时间的基准值，DTa为超声波从发射装置到接收装置的飞行时间的基准值，DTb为超声波从接收装置到发射装置的飞行时间的基准值，然后每2秒进行一次声速采样；

1、当检测到Ta与Tb同向变化时，超声波计量通道的环境发生改变，则同时更新基准值DTa与DTb；

2、当检测到Ta与Tb反向变化时，判断||DTa-Ta|-|DTb-Tb||与是否大于阈值τ；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||＜τ，则表示超声波计量通道存在正常流量；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta与Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍存在 ||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ情况，则记录当前的Ta与Tb，流量取 |DTa-Ta|与|DTb-Tb|的平均值，更新变化较大的基准值DTa或DTb。所述的干扰因素包括流场不稳定、传感器特性发生变化、流道内出现杂质、表具发生震动导致传感器位移。

3、当检测到只有Ta或Tb变化时，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta或Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍检测到只有Ta或Tb变化，则认为传感器特性发生变化，更新变化的基准值DTa或DTb。

Claims (1)

1.一种超声波燃气表超声波飞行时间校准方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤(1).计算超声波计量通道内无气体流动时的超声波飞行时间：

将换能器A作为发射装置，换能器B作为接收装置，超声波从发射装置到接收装置的飞行时间为Ta，超声波从接收装置到发射装置的飞行时间为Tb，超声波计量通道长度为X，超声波在超声波计量通道内的气体的传播速度为v₁；

Ta＝Tb＝X/v₁

步骤(2).计算超声波计量通道内有气体流动时的超声波飞行时间：

超声波从发射装置到接收装置的实际飞行时间为TA，从接收装置到发射装置的实际飞行时间为TB，气体的流量为v₂t，则：

TA＝Ta+X/v₂t

TB＝Tb-X/v₂t

步骤(3).设置飞行时间的基准值，通过声速采样对超声波计量通道内进行检测，根据不同情况修正飞行时间的基准值，完成飞行时间校准：

首次通电时进行10次采样，计算10次飞行时间的平均值，将获得的平均值作为首次声速采样时的飞行时间的基准值，DTa为超声波从发射装置到接收装置的飞行时间的基准值，DTb为超声波从接收装置到发射装置的飞行时间的基准值，然后每2秒进行一次声速采样；

1、当检测到Ta与Tb同向变化时，超声波计量通道的环境发生改变，则同时更新基准值DTa与DTb；

2、当检测到Ta与Tb反向变化时，判断||DTa-Ta|-|DTb-Tb||与是否大于阈值τ；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||＜τ，则表示超声波计量通道存在正常流量；当||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta与Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍存在||DTa-Ta|-|DTb-Tb||≥τ情况，则记录当前的Ta与Tb，流量取|DTa-Ta|与|DTb-Tb|的平均值，更新变化较大的基准值DTa或DTb；所述的干扰因素包括流场不稳定、传感器特性发生变化、流道内出现杂质、表具发生震动导致传感器位移；

3、当检测到只有Ta或Tb变化时，则通过重新采样的方式排除干扰因素，重新进行3次采样，来确定Ta或Tb的变化量是真实存在的，若重新进行采样后发现飞行时间并没有变化，则认为上次采样为干扰，不进行流量计算，若仍检测到只有Ta或Tb变化，则认为传感器特性发生变化，更新变化的基准值DTa或DTb。

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