CN117824768A - 一种基于频率信号的液体体积流量计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流量计体积流量计量方法，以解决现有技术在计量液体体积流量时，流量计需要使用电流采集设备、频率采集设备等辅助设备，导致流量计结构过于复杂、成本较高的技术问题。本发明提供的一种基于频率信号的液体体积流量计量方法，包括：获取多组流量计的采集时刻和累计脉冲数；建立时间差数据模型和脉冲数差值模型；将任意两个相邻的采集时刻，以及与两个采集时刻相对应的累计脉冲数，分别代入时间差数据模型和脉冲数差值模型，获取时间差和脉冲数差值；建立频率模型；将时间差和脉冲数差值代入频率模型获得输出信号的频率；建立流量值获取模型，将输出信号的频率代入流量值获取模型得到流量值，完成液体体积流量计量。
Description
技术领域
本发明涉及一种流量计体积流量计量方法，具体涉及一种基于频率信号的液体体积流量计量方法。
背景技术
液体体积流量计量是工业生产、科学研究和日常生活中经常需要进行的一项重要测量。在许多工业流程中，液体体积流量的大小直接影响到产品的质量和生产效率。因此，测量液体体积流量对于工业生产过程控制和优化具有重要意义。
液体容积式流量计是一种常用的测量流体流量的仪表，在测量液体体积流量过程中，通常是通过电流采集设备或频率采集设备采集液体容积式流量计的电流信号、频率信号，并通过数据处理模块将电流信号或频率信号换算为流量进行显示，但此类方法的不足是：流量计需要使用电流采集设备、频率采集设备等辅助设备，导致流量计结构过于复杂、测试流量过程的成本较高。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术在计量液体体积流量时，流量计需要使用电流采集设备、频率采集设备等辅助设备，导致流量计结构过于复杂、成本较高的技术问题，而提供一种基于频率信号的液体体积流量计量方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
一种基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
S1、获取多组流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数；
S2、建立与任意的两个相邻采集时刻相应的时间差数据模型，以及与所述任意的两个相邻采集时刻相对应的累计脉冲数相应的脉冲数差值模型；
S3、将步骤S1中获取的多组流量计的采集时刻中，任意两个相邻的采集时刻以及与两个采集时刻相对应的累计脉冲数，分别代入步骤S2建立的时间差数据模型和脉冲数差值模型，获取时间差和脉冲数差值；
S4、建立任意采集时刻下，与相邻上一采集时刻的时间差和脉冲数差值相应的频率模型；
S5、将步骤S3获取的时间差和脉冲数差值代入步骤S4建立的频率模型获得流量计在所述任意两个相邻采集时刻之间的输出信号的频率；
S6、建立与流量值和输出信号的频率相关的流量值获取模型，将步骤S5获取的输出信号的频率，代入流量值获取模型得到所述任意两个相邻采集时刻之间的流量值，完成液体体积流量计量。
进一步地，步骤S6中，流量值获取模型为：式中，q为流量值，f为输出信号的频率；K为流量计的固有仪表系数。
进一步地，步骤S2中，时间差数据模型为：Δt＝ti-ti-1；
式中，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差；ti和ti-1分别为第i组、第i-1组采集时刻，i为大于1的正整数。
进一步地，步骤S2中，脉冲数差值模型为：ΔN＝Ni-Ni-1；
式中，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值；Ni和Ni-1分别为ti、ti-1采集时刻对应的累计脉冲数。
进一步地，步骤S4中，频率模型为：
式中，f为输出信号的频率，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差。
进一步地，步骤S1具体为：
通过脉冲计数器获取多组流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数。
进一步地，步骤S1中，所述流量计为液体容积式流量计；
所述流量计的固有仪表系数K为5L-1。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的基于频率信号的液体体积流量计量方法，通过建立时间差数据模型和脉冲数差值模型，将任意两个相邻的采集时刻和累计脉冲数代入模型，获取时间差和脉冲数差值，再建立任意采集时刻下，与相邻上一采集时刻的时间差和脉冲数差值相应的频率模型，将时间差和脉冲数差值代入频率模型获得输出信号的频率，最后建立与流量值和输出信号的频率相关的流量值获取模型，将输出信号的频率代入流量值获取模型得到任意两个相邻采集时刻之间的流量值，完成液体体积流量计量；
2、本发明仅通过获取的采集时刻、累计脉冲数和固有仪表系数，在没有电流采集设备、频率采集设备进行辅助的情况下以较低的成本完成了液体体积流量计量，克服了现有技术在计量液体体积流量时流量计还需要电流采集设备、频率采集设备等设备进行辅助，导致成本高、结构复杂的技术问题。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于频率信号的液体体积流量计量方法，包括如下步骤：
S1、通过脉冲计数器获取10组液体容积式流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数。
S2、建立与任意的两个相邻采集时刻相应的时间差数据模型，以及与任意的两个相邻采集时刻相对应的累计脉冲数相应的脉冲数差值模型；
时间差数据模型为：Δt＝ti-ti-1；式中，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差；ti和ti-1分别为第i组、第i-1组采集时刻，其中，1≤i≤10，且i为正整数；
脉冲数差值模型为：ΔN＝Ni-Ni-1；式中，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值；Ni和Ni-1分别为ti、ti-1采集时刻对应的累计脉冲数。
S3、将步骤S1中获取的多组流量计的采集时刻中，任意两个相邻的采集时刻以及与两个采集时刻相对应的累计脉冲数，分别代入步骤S2建立的时间差数据模型和脉冲数差值模型，获取时间差和脉冲数差值；
S4、建立任意采集时刻下，与相邻上一采集时刻的时间差和脉冲数差值相应的频率模型；
频率模型为：式中，f为输出信号的频率，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差。
S5、将步骤S3获取的时间差和脉冲数差值代入步骤S4建立的频率模型获得流量计在任意两个相邻采集时刻之间的输出信号的频率；
S6、建立与流量值和输出信号的频率相关的流量值获取模型，流量值获取模型为：式中，q为流量值，f为输出信号的频率；K为流量计的固有仪表系数，固有仪表系数K为5L-1；
将步骤S5获取的输出信号的频率，代入流量值获取模型得到任意两个相邻采集时刻之间的流量值，完成液体体积流量计量。
依据上述步骤对本实施例的10组液体容积式流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数进行处理，获取的流量值如下表。
表1：液体体积流量计量过程数据表
| 采集时刻ti | 累计脉冲数Ni | 时间差Δt/s | 脉冲数差值ΔN | 频率f | 流量值qn/(L/s) | |
| 0 | 16:38:52.172 | 2 | ||||
| 1 | 16:38:52.372 | 134 | 0.2 | 132 | 660 | 130.200 |
| 2 | 16:38:52.574 | 265 | 0.202 | 131 | 649 | 131.502 |
| 3 | 16:38:52.775 | 399 | 0.201 | 134 | 667 | 130.851 |
| 4 | 16:38:52.977 | 530 | 0.202 | 131 | 649 | 131.502 |
| 5 | 16:38:53.178 | 661 | 0.201 | 131 | 652 | 130.851 |
| 6 | 16:38:53.378 | 792 | 0.2 | 131 | 655 | 130.200 |
| 7 | 16:38:53.579 | 924 | 0.201 | 132 | 657 | 130.851 |
| 8 | 16:38:53.779 | 1055 | 0.2 | 131 | 655 | 130.200 |
| 9 | 16:38:53.979 | 1185 | 0.2 | 130 | 650 | 130.200 |
| 10 | 16:38:54.179 | 1316 | 0.2 | 131 | 655 | 130.200 |
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取多组流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数；
S2、建立与任意的两个相邻采集时刻相应的时间差数据模型，以及与所述任意的两个相邻采集时刻相对应的累计脉冲数相应的脉冲数差值模型；
S3、将步骤S1中获取的多组流量计的采集时刻中，任意两个相邻的采集时刻以及与两个采集时刻相对应的累计脉冲数，分别代入步骤S2建立的时间差数据模型和脉冲数差值模型，获取时间差和脉冲数差值；
S4、建立任意采集时刻下，与相邻上一采集时刻的时间差和脉冲数差值相应的频率模型；
S5、将步骤S3获取的时间差和脉冲数差值代入步骤S4建立的频率模型获得流量计在所述任意两个相邻采集时刻之间的输出信号的频率；
S6、建立与流量值和输出信号的频率相关的流量值获取模型，将步骤S5获取的输出信号的频率，代入流量值获取模型得到所述任意两个相邻采集时刻之间的流量值，完成液体体积流量计量。
2.根据权利要求1所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于：
步骤S6中，流量值获取模型为：式中，q为流量值，f为输出信号的频率；K为流量计的固有仪表系数。
3.根据权利要求2所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于：
步骤S2中，时间差数据模型为：Δt＝ti-ti-1；
式中，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差；ti和ti-1分别为第i组、第i-1组采集时刻，i为大于1的正整数。
4.根据权利要求3所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于：
步骤S2中，脉冲数差值模型为：ΔN＝Ni-Ni-1；
式中，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值；Ni和Ni-1分别为ti、ti-1采集时刻对应的累计脉冲数。
5.根据权利要求4所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于：
步骤S4中，频率模型为：
式中，f为输出信号的频率，ΔN为两个相邻累计脉冲数之间的脉冲数差值，Δt为两个相邻采集时刻之间的时间差。
6.根据权利要求5所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于，步骤S1具体为：
通过脉冲计数器获取多组流量计的采集时刻，以及与采集时刻相对应的累计脉冲数。
7.根据权利要求6所述的基于频率信号的液体体积流量计量方法，其特征在于：
步骤S1中，所述流量计为液体容积式流量计；
所述流量计的固有仪表系数K为5L-1。
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