CN112067066A - 一种可校正的超声波流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可校正的超声波流量计，包括超声波流量计壳体、超声波换能器、超声波换能器下方的反射片及反射片支架，其特征在于：所述反射片支架连接用于调整反射片支架的角度和位置的调节装置，所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整。本发明解决了超声波流量计如何在清洗完成后对超声波反射片状态进行有效校正的问题。
Description
技术领域
本发明属于智能超声波流量计技术领域，特别是涉及一种可校正的超声波流量计。
背景技术
超声波流量计需要通过超声波发射和反射来完成计量，长期使用的超声波流量传感器的发射和反射片上结有水垢会严重影响计量精度。目前对超声波反射片进行清洗的技术，例如公开号为CN102410857A的中国专利《免拆清洗超声波计量表》提出超声波计量表的手持式清洗机上连接有连接插头，手持式清洗机上的清洗能量通过连接插头将清洗能量输送给清洗换能器，清洗换能器至少一个装在计量换能器之间。公开号为CN110793582A的中国专利《一种超声波水表计量精准检测装置》提出在反射片沉淀了较多的水垢后，通过电动推杆收缩带动安装板移动，进而带动滑杆向上移动，将转盘抬升使清洁刷贴合反射片，并且启动第二驱动装置带动清洁刷旋转，进而通过清洁刷可将反射片表面的水垢去除，从而提高反射片表面的清洁度。
上述技术方案都是在不拆卸超声波流量计的前提下对超声波反射片进行清洗，但是在使用电机或清洗机构对反射片进行清洁的过程中会造成反射片的位置或角度改变，影响计量精度。目前还没有清洗完成后对超声波反射片状态进行有效校正的超声波流量计，为此提出一种可校正的超声波流量计。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出一种可校正的超声波流量计。
本发明依托超声波流量计内部署的监测传感器。
本发明的一种可校正的超声波流量计，包括超声波流量计壳体、超声波换能器、超声波换能器下方的反射片及反射片支架，其特征在于：所述反射片支架连接用于调整反射片支架的角度和位置的调节装置，所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整。
优选地，所述调节装置与反射片支架的连接方式包括夹持、胶粘、焊接、紧配、螺纹的任一项或多项组合。
优选地，所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整，包括步骤：
根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数；
根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值；
当超声波反射片的异常指数大于异常容许值时，根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或位移并进行调整。
进一步优选地，所述超声波反射片的角度变化值是单个反射片角度变化值、两个超声波发射片的角度变化值之差的任一项或多项组合。
进一步优选地，所述表面粗糙度是根据检测声波的发射强度和接收强度之差得到和/或根据激光探测器检测的超声波反射片表面平整度得到和/或根据超声波反射片一定时间内的厚度变化值得到。
进一步优选地，所述位移数据是超声波反射片支架的水平位置变化值、超声波反射片支架的垂直位置变化值、超声波反射片与超声波反射片支架的相对位置变化值的任一项或多项组合。
进一步优选地，所述根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数，是：根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系和超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数的任一项。
进一步优选地，所述根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值，是：根据超声波换能器的超声波接收范围计算超声波反射片的最大偏移角度并以此计算异常容许值、根据超声波换能器的接收能力计算超声波最大衰减值并以此计算异常容许值、根据超声波反射片的最大偏移角度和超声波最大衰减值计算异常容许值的任一项。
进一步优选地，所述根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或位移并进行调整，包括步骤：
计算超声波反射片的异常指数和异常容许值的差值；
根据超声波反射片的异常指数与超声波反射片的角度和/或位移数据的关系计算差值对应的超声波反射片的角度和/或位移数据，即为需要调整的超声波反射片的角度和/或位移；
根据需要调整的超声波反射片的角度和/或位移将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的角度和/或位移。
优选地，所述对反射片支架进行调整的方式包括旋转调节装置使其挤压反射片支架、平移调节装置使其挤压反射片支架、调节装置包绕反射片支架并挤压的任一项或多项组合。
本发明的方法及系统具有的优点是：
(1)通过传感器检测超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据，可以全面了解当前超声波反射片的状态。
(2)根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算超声波反射片的最大偏移角度和异常容许值并以此计算需要调整的反射片角度或位置，可以有效校正超声波反射片的状态。
附图说明
图1是本发明实施例的可校正的超声波流量计结构示意图；
图2是本发明实施例的对反射片支架进行调整的步骤流程图。
具体实施方式
下面对本发明优选实施例作详细说明。
本发明依托流量计内部署的监测传感器，包括在超声波反射片正上方部署的一个或多个测试声波发射和接收装置、在超声波反射片支架上部署的位移传感器、在超声波反射片侧方部署的激光探测器、在超声波反射片支架上部署的振动传感器等。
本发明的一种可校正的超声波流量计的实施例，结构示意图如图1所示，包括超声波流量计壳体(1)、超声波换能器(2)、超声波换能器下方的反射片及反射片支架(3)，其特征在于：
所述反射片支架连接用于调整反射片支架的角度和位置的调节装置(4)，所述调节装置(4)采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整。
优选地，所述调节装置(4)与反射片支架的连接方式包括夹持、胶粘、焊接、紧配、螺纹的任一项或多项组合。
所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整，流程图如图2所示，包括步骤：
根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数；
根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值；
当超声波反射片的异常指数大于异常容许值时，根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或位移并进行调整。
所述超声波反射片的角度变化值是单个反射片角度变化值、两个超声波发射片的角度变化值之差的任一项或多项组合。一种优选实施例中，在流量计的超声波反射片正上方原始平行位置部署测试声波发射和接收装置，试声波发射和接收装置向当前超声波反射片发射检测声波并接收，获取接收位置与发射位置的距离，根据该距离与反射片角度变化值的几何关系计算单个反射片角度变化值。另一种优选实施例中，采用上述方法分别计算两个反射片角度变化值，计算两个超声波发射片的角度变化值之差。另一种优选实施方式中，根据单个反射片角度变化值和两个超声波发射片的角度变化值之差的组合得到角度变化值，所述多项组合是多项之间取极值和/或平均值和/或乘积和/或求和。
所述表面粗糙度是根据检测声波的发射强度和接收强度之差得到和/或根据激光探测器检测的超声波反射片表面平整度得到和/或根据超声波反射片一定时间内的厚度变化值得到。
表A中A1～A7表示得到表面粗糙度的不同实施方式，其中表A中涉及检测声波的发射强度和接收强度值、超声波反射片表面平整度、反射片厚度变化值等数据。
表A得到表面粗糙度的不同实施方式
所述位移数据是超声波反射片支架的水平位置变化值、超声波反射片支架的垂直位置变化值、超声波反射片与超声波反射片支架的相对位置变化值的任一项或多项组合。所述多项组合是多项之间取极值和/或平均值和/或乘积和/或求和。
所述根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数，是：根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系和超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数的任一项。
表B中B1～B7表示计算超声波反射片的异常指数的不同实施方式，其中表B中涉及超声波反射片的角度变化值、表面粗糙度、位移数据等数据。
表B计算超声波反射片的异常指数的不同实施方式
所述根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值，是：根据超声波换能器的超声波接收范围计算超声波反射片的最大偏移角度并以此计算异常容许值、根据超声波换能器的接收能力计算超声波最大衰减值并以此计算异常容许值、根据超声波反射片的最大偏移角度和超声波最大衰减值计算异常容许值的任一项。
表C中C1～C3表示计算异常容许值的不同实施方式，其中表C中涉及超声波接收范围、超声波换能器的接收能力等数据。
表C计算异常容许值的不同实施方式
所述根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或表面粗糙度和/或位移并进行调整，包括步骤：
计算超声波反射片的异常指数和异常容许值的差值；
根据超声波反射片的异常指数与超声波反射片的角度和/或表面粗糙度和/或位移数据的关系计算差值对应的超声波反射片的角度和/或表面粗糙度和/或位移数据，即为需要调整的超声波反射片的角度和/或表面粗糙度和/或位移；
根据需要调整的超声波反射片的角度和/或表面粗糙度和/或位移将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的角度和/或表面粗糙度和/或位移。
本实施例中，计算超声波反射片的异常指数x和异常容许值y的差值z，根据表B中任一项中的超声波反射片的角度和/或位移数据与超声波反射片的异常指数的函数关系计算差值z对应的超声波反射片的角度和/或位移数据，即为需要调整的超声波反射片的角度和/或位移；根据需要调整的超声波反射片的角度和/或位移将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的角度和/或位移。
一种优选实施例中，根据表B中B7得到超声波反射片的异常指数x＝2，根据表C中C3得到异常容许值y＝1.8，此时超声波反射片的异常指数x>异常容许值y，计算差值z＝0.2，根据表B的B1中超声波反射片的角度v与超声波反射片的异常指数x的函数关系x＝r1·v计算差值z对应的超声波反射片的角度为0.2×0.2＝0.04度(r1＝0.2)，则需要调整的超声波反射片的角度为0.04度，根据需要调整的超声波反射片的角度0.04度将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的角度。
另一种优选实施例中，根据表B中B7得到超声波反射片的异常指数x＝2，根据表C中C3得到异常容许值y＝1.8，此时超声波反射片的异常指数x>异常容许值y，计算差值z＝0.2，根据表B的B3中超声波反射片的位移m与超声波反射片的异常指数x的函数关系x＝r8·mr9计算差值z对应的超声波反射片的位移为r8·0.2r9＝0.32厘米(r8＝8，r9＝2)，则需要调整的超声波反射片的位移为0.32厘米，根据需要调整的超声波反射片的位移0.32厘米将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的位置。
优选地，所述对反射片支架进行调整的方式包括旋转调节装置使其挤压反射片支架、平移调节装置使其挤压反射片支架、调节装置包绕反射片支架并挤压的任一项或多项组合。本实施例中，调节装置(4)为与反射片支架连接的旋钮装置和/或推拉装置和/或包裹装置，通过旋转挤压、平移挤压、包绕挤压的任一项或多项组合对反射片支架进行调整。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可校正的超声波流量计，包括超声波流量计壳体、超声波换能器、超声波换能器下方的反射片及反射片支架，其特征在于：所述反射片支架连接用于调整反射片支架的角度和位置的调节装置，所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整。
2.根据权利要求1所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述调节装置与反射片支架的连接方式包括夹持、胶粘、焊接、紧配、螺纹的任一项或多项组合。
3.根据权利要求1所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述调节装置采用超声波反射片异常校正算法对反射片支架进行调整，包括步骤：
根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数；
根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值；
当超声波反射片的异常指数大于异常容许值时，根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或位移并进行调整。
4.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述超声波反射片的角度变化值是单个反射片角度变化值、两个超声波发射片的角度变化值之差的任一项或多项组合。
5.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述表面粗糙度是根据检测声波的发射强度和接收强度之差得到和/或根据激光探测器检测的超声波反射片表面平整度得到和/或根据超声波反射片一定时间内的厚度变化值得到。
6.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述位移数据是超声波反射片支架的水平位置变化值、超声波反射片支架的垂直位置变化值、超声波反射片与超声波反射片支架的相对位置变化值的任一项或多项组合。
7.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述根据超声波反射片的角度变化值和/或表面粗糙度和/或位移数据计算超声波反射片的异常指数，是：根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系和超声波反射片的位移对超声波接收的影响计算超声波反射片的异常指数、根据超声波反射片的角度变化和位移对超声波接收的影响和超声波反射片的表面粗糙度与超声波反射衰减的关系计算超声波反射片的异常指数的任一项。
8.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述根据超声波换能器的超声波接收范围和/或接收能力计算异常容许值，是：根据超声波换能器的超声波接收范围计算超声波反射片的最大偏移角度并以此计算异常容许值、根据超声波换能器的接收能力计算超声波最大衰减值并以此计算异常容许值、根据超声波反射片的最大偏移角度和超声波最大衰减值计算异常容许值的任一项。
9.根据权利要求3所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述根据异常指数和异常容许值的差值计算需要调整的超声波反射片的角度和/或位移并进行调整，包括步骤：
计算超声波反射片的异常指数和异常容许值的差值；
根据超声波反射片的异常指数与超声波反射片的角度和/或位移数据的关系计算差值对应的超声波反射片的角度和/或位移数据，即为需要调整的超声波反射片的角度和/或位移；
根据需要调整的超声波反射片的角度和/或位移将超声波发射片或反射片支架挤压到相应的角度和/或位移。
10.根据权利要求1所述的可校正的超声波流量计，其特征在于，所述对反射片支架进行调整的方式包括旋转调节装置使其挤压反射片支架、平移调节装置使其挤压反射片支架、调节装置包绕反射片支架并挤压的任一项或多项组合。
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| CN202010972991.5A CN112067066A (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 一种可校正的超声波流量计 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2023066594A1 (de) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Kalibrierverfahren für ein durchflussmesssystem, durchflussmesssystem und computerprogrammprodukt |
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- 2021-09-15 CN CN202111079612.0A patent/CN113588028A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023066594A1 (de) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Kalibrierverfahren für ein durchflussmesssystem, durchflussmesssystem und computerprogrammprodukt |
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