CN114812707A - 一种超声波计量表计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波计量表计量方法，用于测量分布稳定的介质流场，所述计量方法包括如下步骤：步骤一、超声波计量表的质量流量Q_m＝f(Δt，T)ⁿ，基于该公式根据时间差Δt、水温T绘制流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}；步骤二、将实测的时间差Δt和水温T的参数组合坐标点代入流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}，计算实际质量流量Q_m实际。本发明利用时间差和水温两个参数组合，准确定位计算实际流量值，可以更加准确对全速域结果进行计量。

Description

一种超声波计量表计量方法

技术领域

本发明涉及超声波计量技术领域，具体涉及一种超声波计量表计量方法。

背景技术

影响流动介质计量精度的主要因素有两点，一是测量介质的流场分布是否稳定，二是电子仪表的信号捕捉误差修正。

在测量介质流场分布稳定的情况下，信号捕捉误差可以通过后端程序修正，但目前超声波计量表计量修正只结合实验进行分段参数修正，修正系数单一，默认在某一段温度范围内，流量与时间差成线性关系：Q_m实际＝K_nΔt，K在不同区间取值不同(根据实验确定)，没有利用时间差和水温2个因变量同时定位、准确计算，无法做到全速域准确修正。

发明内容

本发明主要解决基于流速测量的仪表在计量全流速、温度10-60℃(根据介质而定)介质时的稳定性问题，解决此问题有助于在提升计量精度。

具体技术方案如下：

一种超声波计量表计量方法，用于测量分布稳定的介质流场，所述计量方法包括如下步骤：

步骤一、超声波计量表的质量流量Q_m满足如下公式：

Q_m＝f(Δt，T)ⁿ

其中，Δt为时间差，T为水温；

基于上述公式根据时间差Δt、水温T绘制流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}；

步骤二、将实测的时间差Δt和水温T的参数组合坐标点代入流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}，计算实际质量流量Q_m实际：

若参数组合坐标点落在任一流量参数曲线Q_m上，则直接读取实际质量流量Q_m实际；

若参数组合坐标点落在相邻两个流量参数曲线Q_m之间，则根据临近Q_m效率绝对值|K|大小来判断，若|K|≥1,则根据参数组合坐标点的等T线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个时间差Δt_a、Δt_b，利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际；若|K|＜1，则根据参数组合坐标点的等Δt线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个温度T_c、T_d,利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际。

进一步地，所述质量流量Q_m＝f(Δt，T)ⁿ的具体计算公式如下：

ρ＝-0.0055T²+0.0228T+999.99 (2)

Q_m＝ρAv_水 (3)

结合式(1)-(3)求得：

式中：v_声是声速，ρ是水的密度，A是测量区域流道截面积，L是测量区域长度。

由以上技术方案可知，本发明利用时间差和水温两个参数组合，准确定位计算实际流量值，可以更加准确对全速域结果进行计量。

附图说明

图1为流量参数曲线图；

图2为参数组合坐标点落在流量参数曲线之间时，取距离参数组合坐标点最近交点做切线的示意图；

图3为取得实际质量流量Q_m实际的临近Q_m效率绝对值|K|的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在详细说明本发明各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

超声波计量表在表体结构确定前提下，把质量流量Q_m看做时间差Δt、水温T的二元n次函数，即Q_m＝f(Δt，T)。

通过实验测试分析，可以得到类似图1的曲线，把图1曲线参数化，后端程序直接通过识别时间差Δt、水温T来计算质量流量Q_m；若时间差加上水温参数组合正好落在Qm曲线上，可直接读取；若时间差加上水温参数组合落在相邻曲线之间，则根据附近区域相邻曲线斜率变化情况，通过等时间差线或等温线估算求得。

本实施例中，所述计量方法包括如下步骤：

步骤一、超声波计量表的质量流量Q_m满足如下公式：

Q_m＝f(Δt，T)ⁿ

其中，Δt为时间差，T为水温；质量流量Q_m＝f(Δt，T)ⁿ，是根据超声波计量表常用流量、极限流量及常用温度、极限温度，通过实验测试得到流量参数曲线，其中流量参数曲线的横坐标为时间差Δt，流量参数曲线的纵坐标为水温T。

所述质量流量Q_m＝f(Δt，T)ⁿ的具体计算公式如下：

ρ＝-0.0055T²+0.0228T+999.99 (2)

Q_m＝ρAv_水 (3)

结合式(1)-(3)求得：

式中：v_声是声速，ρ是水的密度，A是测量区域流道截面积，L是测量区域长度。

基于公式(4)根据时间差Δt、水温T绘制流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}。

通过实验我们可测得计量表在使用温度范围(10-60℃)内不同流量下的时间差Δt(实验所取温度可选择10、20、30、40、45、50、55、60℃；流量可选择2.5、1.5、0.8、0.25、0.08、0.05、0.02t/h)，即根据时间差、水温可绘制如图1流量参数曲线。

步骤二、将实测的时间差Δt和水温T的参数组合坐标点代入流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}，计算实际质量流量Q_m实际：

若参数组合坐标点落在任一流量参数曲线Q_m上，后端可自动读取实际质量流量Q_m实际。

若参数组合坐标点(A点)落在Q_m1和Q_m2之间，则做如下处理：

如图2所示，分别过A点做一条等T线、一条等Δt线，并与Q_m1和Q_m2产生四个交点(交点1、交点2、交点3、交点4)，取距离A点最近的交点3做切线；

如图3所示，判断切线效率绝对值|K|的大小，若|K|≥1，则根据A点的等T线取得Q_m1和Q_m2的两个时间差Δt_a、Δt_b，利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际：

其中，Q_m1和Q_m2为相邻的两个流量参数曲线，Δt_x为实测时间差；

若|K|＜1，则根据A点的等Δt线取得Q_m1和Q_m2的两个温度T_c、T_d,利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际：

其中，Q_m1和Q_m2为相邻的两个流量参数曲线，T_x为实测温度。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种超声波计量表计量方法，用于测量分布稳定的介质流场，其特征在于，所述计量方法包括如下步骤：

步骤一、超声波计量表的质量流量Q_m满足如下公式：

Q_m＝f(Δt，T)ⁿ

其中，Δt为时间差，T为水温；

基于上述公式根据时间差Δt、水温T绘制流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}；

步骤二、将实测的时间差Δt和水温T的参数组合坐标点代入流量参数曲线{Q_m1、Q_m2...Q_mn}，计算实际质量流量Q_m实际：

若参数组合坐标点落在任一流量参数曲线Q_m上，则直接读取实际质量流量Q_m实际；

若参数组合坐标点落在相邻两个流量参数曲线Q_m之间，则根据临近Q_m效率绝对值|K|大小来判断，若|K|≥1,则根据参数组合坐标点的等T线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个时间差Δt_a、Δt_b，利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际；若|K|＜1，则根据参数组合坐标点的等Δt线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个温度T_c、T_d,利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际。

2.根据权利要求1所述的超声波计量表计量方法，其特征在于，质量流量Q_m＝f(Δt，T)ⁿ的具体计算公式如下：

ρ＝-0.0055T²+0.0228T+999.99 (2)

Q_m＝ρAv_水 (3)

结合式(1)-(3)求得：

式中：v_声是声速，ρ是水的密度，A是测量区域流道截面积，L是测量区域长度。

3.根据权利要求1所述的超声波计量表计量方法，其特征在于，获得临近Q_m效率绝对值|K|的方法如下：

分别过参数组合坐标点做一条等T线、一条等Δt线，并与相邻两个流量参数曲线Q_m产生四个交点，取距离参数组合坐标点最近交点做切线；

判断切线效率绝对值|K|的大小，若|K|≥1，则根据参数组合坐标点的等T线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个时间差Δt_a、Δt_b，利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际：

其中，Q_m1和Q_m2为相邻的两个流量参数曲线，Δt_实际为实测时间差；

若|K|＜1，则根据参数组合坐标点的等Δt线取得相邻两个流量参数曲线Q_m的两个温度T_c、T_d,利用线性关系计算得到实际质量流量Q_m实际：

其中，Q_m1和Q_m2为相邻的两个流量参数曲线，T_实际为实测温度。

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