CN117268512A - 一种适用于超声水表的一致性优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流量测量技术领域，公开了一种适用于超声水表的一致性优化方法，步骤如下：在水表生产过程中拍摄表体图像并计算其中气泡含量。得出对应信噪比。根据信噪比阈值后与信噪比的比较结果决定后续流程。组装水表，收集测量数据。根据计算所得增益修正量决定是否进行增益调节。收集测量数据：若满足一致性要求则优化结束，超声水表可基于该测量数据计量流量、温度；否则返回执行上一步。本发明在表体组装成表前调节一致性，简单高效，避免了产能浪费与水表不一致引起的误差。此外，从源头修正信号功率，为每只水表优化独立的数学模型参数，消除加工或安装误差的影响，将精度控制在要求范围内，实现同批次或型号水表的高度一致性。

Description

一种适用于超声水表的一致性优化方法
技术领域
本发明涉及流量测量技术领域，尤其涉及一种适用于超声水表的一致性优化方法。
背景技术
超声水表凭借着始动流量小、压损小、计量精度高等优点，广泛应用于流量测量领域，其通过计算上下游超声波信号的传播时间差计算流速，然后根据计量结果进行数据校正，实现准确的流量计量。由于超声波信号对计量有非常重要的影响，因此超声波信号以及超声水表的一致性非常重要，当前仅是对换能器进行一致性匹配，对流量进行校准，并未考虑到超声水表表体的一致性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种适用于超声水表的一致性优化方法，进行超声水表表体与信号功率的适配，实现了对超声水表的一致性调节，可保证超声水表运行的计量可靠性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种适用于超声水表的一致性优化方法，包括以下步骤。
S1，在超声水表生产过程中拍摄表体图像，利用图像处理算法计算表体中气泡含量。
S2，利用气泡含量得出对应的信噪比S。
S3，基于超声水表精度设定信噪比阈值c1、c2。
其中c1 < c2。
比较S、c1、c2。
若S<c1，检测结果为差，超声水表不予使用，终止本流程。
若c1≤S< c2，检测结果为良，计算功率修正量并进行功率修正；计算公式如下。
。
其中，ΔP为功率修正量，PZ为恒定的、不受环境影响的噪声功率，S1为当前信号的信噪比，S2为理想信噪比，PL为根据超声水表的声路长度、水温、流量确定的功率固有损失量。
若S≥c2，检测结果为优，直接进入S4。
S4，组装超声水表，收集超声水表的测量数据。
S5，基于测量数据，计算增益修正量G：若G≤0，不进行增益量调节；若G>0，将增益量调节为增益修正量与原始增益量的和。
。
其中，G为增益修正量，A为目标信号强度，Ak为当前实际信号强度。
S6，收集超声水表的测量数据：若此时测量数据满足一致性要求则优化结束，超声水表可基于该测量数据计量流量、温度；否则返回执行步骤S5。
优选地，所述步骤S1中气泡含量反映了气泡数量与气泡面积。
优选地，所述步骤S2的信噪比S与气泡含量的对应关系从基于大量实践数据建立的气泡含量-信噪比对应关系表中获取。
优选地，所述步骤S4中收集的测量数据包括多组测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度。
优选地，所述步骤S5中，目标信号强度为当前信噪比或当前量程比的计量最优值。
优选地，所述步骤S6中收集的测量数据包括多组测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度。
本发明的有益技术效果：直接在表体组装成表之前进行一致性调节，简单高效，避免了产能的浪费与超声水表不一致引起的误差。此外，从源头修正信号功率，为每只水表优化独立的数学模型参数，消除因加工或安装误差带来的影响，将精度控制在要求范围内，从而实现同批次或型号超声水表的高度一致性。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例：如图1所示，一种适用于超声水表的一致性优化方法，包括以下步骤。
S1，在超声水表生产过程中拍摄某型号超声水表表体图像，利用图像处理算法，计算表体中能反映气泡数量与气泡面积的气泡含量Z=0.8。
S2，利用气泡含量，在气泡含量-信噪比对应关系表中查找与其对应的信噪比S=46dB。
S3，基于某型号超声水表精度设定信噪比阈值c1、c2分别为30、50，进行超声水表管段筛选。
若S<c1，检测结果为差，超声水表不进入组装环节，结束流程。
若c1≤S< c2，检测结果为良，计算功率修正量并进行功率修正。
。
其中，ΔP为功率修正量，PZ为恒定的、不受环境影响的噪声功率，S1为当前信号的信噪比，S2为理想信噪比，PL为根据超声水表的声路长度、水温、流量确定的功率固有损失量。
若S≥c2，检测结果为优，直接进入S4。
S4，组装超声水表，收集超声水表的测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度作为数据集。
S5，基于数据集，计算增益修正量。
=0.72。
其中，G为增益修正量，A为目标信号强度，是当前信噪比或当前量程比的计量最优值，Ak为当前实际信号强度。
G>0，将增益修正量与原始增益量相加，获得最终的增益量。
S6，更新最终增益量，调节增益后，收集超声波水表的多组测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度，此时测量数据满足一致性要求，修正结束，进行流量、温度等计算。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在超声水表生产过程中拍摄表体图像，利用图像处理算法计算表体中气泡含量；
S2，利用气泡含量得出对应的信噪比S；
S3，基于超声水表精度设定信噪比阈值c1、c2；
其中c1 < c2；
比较S、c1、c2：
若S<c1，检测结果为差，超声水表不予使用，终止本流程；
若c1≤S< c2，检测结果为良，计算功率修正量并进行功率修正；计算公式为：
；
其中，ΔP为功率修正量，PZ为恒定的、不受环境影响的噪声功率，S1为当前信号的信噪比，S2为理想信噪比，PL为根据超声水表的声路长度、水温、流量确定的功率固有损失量；
若S≥c2，检测结果为优，直接进入S4；
S4，组装超声水表，收集超声水表的测量数据；
S5，基于测量数据，计算增益修正量G：若G≤0，不进行增益量调节；若G>0，将增益量调节为增益修正量与原始增益量的和；
；
其中，G为增益修正量，A为目标信号强度，Ak为当前实际信号强度；
S6，收集超声水表的测量数据：若此时测量数据满足一致性要求则优化结束，超声水表可基于该测量数据计量流量、温度；否则返回执行步骤S5。
2.根据权利要求1所述的一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，所述步骤S1中气泡含量反映了气泡数量与气泡面积。
3.根据权利要求1所述的一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，所述步骤S2的信噪比S与气泡含量的对应关系从基于大量实践数据建立的气泡含量-信噪比对应关系表中获取。
4.根据权利要求1所述的一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，所述步骤S4中收集的测量数据包括多组测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度。
5.根据权利要求1所述的一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，所述步骤S5中，目标信号强度为当前信噪比或当前量程比的计量最优值。
6.根据权利要求1所述的一种适用于超声水表的一致性优化方法，其特征在于，所述步骤S6中收集的测量数据包括多组测量温度、上下游接收信号时间差以及信号强度。
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