CN111457977B - 一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法。将采集周期(500ms)中的非计量时间t_i平均分为4等份t_e，当数据更新周期(2s)开始时，声明一个数组T_val＝[0,1,2,3]，分别表示等待0×t_e，1×t_e，2×t_e，3×t_e时间后开始计量采样。通过随机算法确定每个周期的等待时间，获得采集周期采样完成后的获取瞬时流量值，采用冒泡排序法将获取瞬时流量值进行排序，取前n(n≤N)个最大值和前n最小值，计算数据更新周期输出的瞬时流量。本方法为超声波燃气表的时间采样提供了一套软件随机算法，可使超声波燃气表输出准确稳定的流量，可以避免外部人为增加脉动流装置造成超声波燃气表计量不准确的问题。

Description

一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法

技术领域

本发明属于智能仪表控制领域，具体涉及一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法，此方法通过随机更改超声波燃气表的计量采样时序，避免脉动流对超声波燃气表计量造成影响。

背景技术

随着社会的不断进步，技术的不断发展，面对燃气行业未来更加精细化的管理要求，传统的机械式燃气表存在着稳定性差，无法提供丰富的用气信息，而电子式燃气表，由于其全电子结构特点，与以往的机械表相比在机械噪音、精度、量程、可重复性、寿命、维护上以及可提供更多的用气信息等方面都有着无可相比的优势。因此，燃气设备的计量方式势必要从机械化过渡到电子化。

从目前行业的各种信息来看，超声计量技术以其独特的优势会是未来燃气表电子化的发展所趋。

众所周知，超声波燃气表是通过时差法周期性的采集通过计量流道内的气流速度(一般称之为瞬时流量)，经过与周期时间的计算得出周期内的累积量，因此，采集周期越小，越能真实得反应经过燃气表的瞬时流量，但是会极大的增加计量功耗，显然选择过小的采集周期是不现实的。

考虑到实际情况，综合各种应用经验，一般的厂家在正常使用状态下，数据更新周期设定为2s，即每隔2s输出一组瞬时流量的数据。为了保证采样的可靠性，一般情况下，在2s内会有4次采集，采集周期间隔为固定的500ms，并且采样时序也是固定的，即T1＝T2＝T3＝T4。每组计量时间内采样的次数为N，2s后输出的数据是4*N次采集的平均值。

但是，现市面上出现一种安装在超声波燃气表前端的周期性切断阀，通过控制切断阀的开关周期产生脉动流影响超声波燃气表的计量准确性。

当切断阀的开关周期在设置为500ms附近，计量采样过程中，频繁开关切断阀极大得影响到气流的平稳，采集到的瞬时量的均值就会变小，最终会严重影响到计量性能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法。

一种针对脉动流影响的超声波燃气表时间采样方法，具体步骤如下：

步骤(1)、将采集周期(500ms)中的非计量时间t_i平均分为4等份t_e：

当数据更新周期(2s)开始时，声明一个数组T_val＝[0,1,2,3]，分别表示等待0×t_e，1×t_e，2×t_e，3×t_e时间后开始计量采样。

步骤(2)、数据的采集；

第一组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₁，与4取余得出一个序列值N_seq1，第一组采集周期计量开始的等待时间为

T_int1＝T_val[N_seq1]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq1个元素与第3个元素进行调换。

第二组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₂，与3取余得出一个序列值N_seq2，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int2＝T_val[N_seq2]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq2个元素与第2个元素进行调换。

第三组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₃，与2取余得出一个序列值N_seq3，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int3＝T_val[N_seq3]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq3个元素与第1个元素进行调换。

第四组采集周期计量前的等待时间为：

T_int4＝T_val[0]×t_e

每组采集周期内采样的次数为N，四组采集周期采样完成后，获得的瞬时流量值为：V₁、V₂、V₃……V_4N

步骤(3)计算数据更新周期输出的瞬时流量；

采用冒泡排序法将步骤(2)获取瞬时流量值进行排序，取前n(n≤N)个最大值和前n最小值，分别为V_{max_1}、V_{max_2}、V_{max_3}……V_{max_n}和V_{min_1}、V_{min_2}、V_{min_3}……V_{min__n}，计算数据更新周期输出的瞬时流量，公式如下：

V＝((V₁+V₂+V₃+……+V_4N)-(V_{max_1}+V_{max_2}

+V_{max_3}+……+V_{max_n}+V_{min_1}+V_{min_2}

+V_{min_3}+……+V_{min__n}))÷(4N-2n)

本发明有益效果如下：

1.本方法为超声波燃气表的时间采样提供了一套软件随机算法。

2.本方法可使超声波燃气表输出准确稳定的流量。

3.本方法可以避免外部人为增加脉动流装置造成超声波燃气表计量不准确的问题。

附图说明

图1为现有超声波燃气表固定采样周期示意图；

图2为本发明随机采样周期示意图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明方法进行进一步描述。

本发明采样方法，具体步骤如下：

步骤(1)、将采集周期(500ms)中的非计量时间t_i平均分为4等份t_e：

当数据更新周期(2s)开始时，声明一个数组T_val＝[0,1,2,3]，分别表示等待0×t_e，1×t_e，2×t_e，3×t_e时间后开始计量采样。

步骤(2)、数据的采集；

第一组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₁，与4取余得出一个序列值N_seq1，第一组采集周期计量开始的等待时间为

T_int1＝T_val[N_seq1]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq1个元素与第3个元素进行调换。

第二组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₂，与3取余得出一个序列值N_seq2，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int2＝T_val[N_seq2]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq2个元素与第2个元素进行调换。

第三组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₃，与2取余得出一个序列值N_seq3，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int3＝T_val[N_seq3]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq3个元素与第1个元素进行调换。

第四组采集周期计量前的等待时间为：

T_int4＝T_val[0]×t_e

每组采集周期内采样的次数为N，四组采集周期采样完成后，获得的瞬时流量值为：V₁、V₂、V₃……V_4N

步骤(3)计算数据更新周期输出的瞬时流量；

采用冒泡排序法将步骤(2)获取瞬时流量值进行排序，取前n(n≤N)个最大值和前n最小值，分别为V_{max_1}、V_{max_2}、V_{max_3}……V_{max_n}和V_{min_1}、V_{min_2}、V_{min_3}……V_{min__n}，计算数据更新周期输出的瞬时流量，公式如下：

V＝((V₁+V₂+V₃+……+V_4N)-(V_{max_1}+V_{max_2}

+V_{max_3}+……+V_{max_n}+V_{min_1}+V_{min_2}

+V_{min_3}+……+V_{min__n}))÷(4N-2n)

图1为现有超声波燃气表采样周期示意图；

图2为本发明采样周期示意图。

Claims (1)

1.一种针对脉动流影响的超声波燃气表采样方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤(1)、将采集周期中的非计量时间t_i平均分为4等份t_e：

当数据更新周期开始时，声明一个数组T_val＝[0,1,2,3]，分别表示等待0×t_e，1×t_e，2×t_e，3×t_e时间后开始计量采样；

步骤(2)、数据的采集；

第一组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₁，与4取余得出一个序列值N_seq1，第一组采集周期计量开始的等待时间为

T_int1＝T_val[N_seq1]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq1个元素与第3个元素进行调换；

第二组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₂，与3取余得出一个序列值N_seq2，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int2＝T_val[N_seq2]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq2个元素与第2个元素进行调换；

第三组采集周期计量前，获取一个随机数Rn₃，与2取余得出一个序列值N_seq3，第二组采集周期计量开始的等待时间为

T_int3＝T_val[N_seq3]×t_e

然后将数组T_val内的第N_seq3个元素与第1个元素进行调换；

第四组采集周期计量前的等待时间为：

T_int4＝T_val[0]×t_e

每组采集周期内采样的次数为N，四组采集周期采样完成后，获得的瞬时流量值为：V₁、V₂、V₃……V_4N

步骤(3)计算数据更新周期输出的瞬时流量；

采用冒泡排序法将步骤(2)获取瞬时流量值进行排序，取前n个最大值和前n最小值，n≤N，分别为V_{max_1}、V_{max_2}、V_{max_3}……V_{max_n}和V_{min_1}、V_{min_2}、V_{min_3}……V_{min__n}，计算数据更新周期输出的瞬时流量，公式如下：

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