CN1651871A - 远传水表精度的等水量校调方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远传水表精度的等水量校调方法。为克服现有技术中存在的流量测量精度不高的不足，本发明把远传水表的流量全量程划分为若干个不同的待校流量，即若干个流量工况，并使测量采集每个流量工况的远传水表翼形叶轮完成的转数都相等即等水量，待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并由
Figure 200510041726.0_AB_00
确定远传水表的流量测量误差，并通过

Description

远传水表精度的等水量校调方法
(一)所属技术领域：
本发明涉及仪器仪表测量领域，是一种远传水表精度的等水量校调方法。
(二)背景技术
目前广泛使用的远传水表是机械式水表，它包括旋翼式、螺翼式等种类，而测量水量的传感器是翼形叶轮，安装在远传水表的测水室并与管道水流直接接触以实现对通过管道水量的测量。翼形叶轮测量水量的原理是利用管道中的水流动力，冲击翼形叶轮旋转，通过实验的方法获知翼形叶轮的流量系数(转/m3)，即翼形叶轮旋转圈数与所通过体积流量的关系。目前，远传水表几乎都是在现行机械式水表的基础上，加装采集翼形叶轮旋转信息的传感器，如干簧管传感器、霍尔效应传感器、电感元件、电极式传感器等，实现把水表翼形叶轮旋转信息采集出来并传送至单片机进行处理与控制，实现对水表测量水量的采集、记录、保存及信息远距离传送。
设水表采集一次水量信息的时间为t，则由水表翼形叶轮的流量系数就可确定流过水表的水量Z
Figure A20051004172600031
式中，为翼形叶轮的流量系数(转/m3)，βk为水表第k个t内翼形叶轮的转数。
现行远传水表就是根据上述原理和公式(1)确定流过水表的水量的。虽然远传水表能极大地减轻人工读表计费的工作量，并具有很高的可靠性。然而，现行远传水表的测量精度为：在小流量区域即从最小流量至分界流量的流量测量误差为5％，在中、高流量区域即从分界流量至过载流量的流量测量误差为2％。由此可见，现行远传水表测量水量的精度不高，还不能达到人们所期望的在0.5％以内的水量测量误差精度，这也是目前远传水表所存在的不足。由于远传水表内置有数据处理的单片机，这为提高远传水表的测量精度，提供了潜在的技术可能性。
申请号为02123596的发明专利公开了一种“热量表流量及温度的测量修正方法”，在该方法中，为使机械式热量表流量测量精度提高，提出了对每个机械式热量表中的流量计进行标定，实施动态整体修正，即把待校热量表的流量计与标准流量表在不同特征流量点作对比，把标定后的流量系数#作为计算流量的依据，按类似公式(1)的如下公式，计算通过流量计的流量Z
        Z＝β/#               (2)
该方法具有可降低热量表元器件成本、提高机械式热量表流量测量精度的优点。但是，从该发明所公开的技术方案中，无法得知流量系数#是如何获得，以及如何使用。
(三)发明内容
为克服现有远传水表所存在的水量测量精度不高的不足，本发明提出了一种远传水表精度的等水量校调方法。
本发明以远传水表的流量系数为水量测定基础，用标准流量表作为校正远传水表流量测量误差的标准，通过将待校表与标准表对比的同步流量测量实验，获得远传水表流量测量的误差函数。具体方法为：把远传水表的流量全量程划分为若干个不同的待校流量，即若干个不同的流量工况，进行校正测量时，每个流量工况都采用相同的远传水表翼形叶轮校调取样转数β，记录每个流量工况下远传水表翼形叶轮完成旋转β转所用时间tk即为等水量校调取样。待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并通过
Figure A20051004172600041
确定远传水表的流量测量误差。
式中，fk为远传水表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Qk 0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，β为远传水表翼形叶轮校调取样转数且对每个流量工况都相等，tk为远传水表在k流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，为远传水表的流量系数(转/m3)。
在每个流量工况的校正测量实验中，尽管各流量工况的流量是不相同的，但因为都在相同的远传水表翼形叶轮完成旋转校调取样转数β转后，采集所对应的时间tk。各流量工况在tk时间内通过远传水表的水量是相等的。显然，不同的流量工况，其tk是不同的。
对应不同的体积流量 就有不同的fk值相对应，即fk是
Figure A20051004172600043
的函数。由此可见，远传水表体积流量测量的准确值应为
在用等水量方法对远传水表的流量精度校调后，通过
Figure A20051004172600051
确定用户的累计水量。式中，Z为用户在远传水表经历m次等水量测量采集时间
Figure A20051004172600052
后的累计水量，tj为远传水表在j流量工况下翼形叶轮完成旋转β转数的时间，fj为远传水表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的fk离散函数中插值选取。
本发明提出的远传水表精度的等水量校调方法，克服了现有远传水表所存在的流量测量精度不高的不足。采用本发明的远传水表精度的等水量校调方法，不需要改变远传水表的结构，仅仅通过对所测流量的校正与精度补偿调整，就可使现有远传水表的流量测量精度大幅度提高，可使流量测量误差精度控制在0.5％之内。
(四)具体实施方式：
实施例一
本实施例是利用现有的远传水表检验与校正系统，标准流量表与待校远传水表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用远传水表精度的等水量校调方法，对公称管径为15mm、流量全量程为2m3/h的远传水表流量测量精度进行校调。
已知待校远传水表翼形叶轮的流量系数为28000转/m3，把待校远传水表的流量全量程划分为40个待校流量工况，这些流量工况为Qk 0，k＝1，2，3，…，40，其中Q1 0为最小数值的流量工况，其值为0.007m3/h，Q40 0为最大数值的流量工况，其值为2m3/h。远传水表翼形叶轮的校调取样转数β规定为50转。将水箱和管路充满水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对远传水表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校远传水表的流量数据采集。当计算机确认待校远传水表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下记录远传水表翼形叶轮完成β转数的时间tk，通过 确定该流量工况下的流量测量误差。式中，fk为远传水表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Qk 0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，β为远传水表翼形叶轮校调取样转数且对每个流量工况都相等，tk为远传水表在k流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，为远传水表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的流量测量误差fk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校远传水表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法对远传水表的流量精度校调后，通过
Figure A20051004172600061
确定用户的累计水量。式中，Z为用户在远传水表经历m次等水量测量采集时间 后的累计水量，tj为远传水表在j流量工况下翼形叶轮完成旋转β转数的时间，fj为远传水表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的fk离散函数中插值选取。
实施例二
本实施例是利用现有的远传水表检验与校正系统，标准流量表与待校远传水表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用远传水表精度的等水量校调方法，对公称管径为20mm、流量全量程为3m3/h的远传水表流量测量精度进行校调。
已知待校远传水表翼形叶轮的流量系数为31000转/m3，把待校远传水表的流量全量程划分为55个待校流量工况，这些流量工况为Qk 0，k＝1，2，3，…，55，其中Q1 0为最小数值的流量工况，其值为0.008m3/h，Q55 0为最大数值的流量工况，其值为3m3/h。远传水表翼形叶轮的校调取样转数β规定为54转。将水箱和管路充满水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对远传水表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校远传水表的流量数据采集。当计算机确认待校远传水表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下记录远传水表翼形叶轮完成β转数的时间tk，通过
Figure A20051004172600071
确定该流量工况下的流量测量误差。式中，fk为远传水表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Qk 0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，β为远传水表翼形叶轮校调取样转数且对每个流量工况都相等，tk为远传水表在k流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，为远传水表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的流量测量误差fk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校远传水表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法对远传水表的流量精度校调后，通过确定用户的累计水量。式中，Z为用户在远传水表经历m次等水量测量采集时间
Figure A20051004172600073
后的累计水量，tj为远传水表在j流量工况下翼形叶轮完成旋转β转数的时间，fj为远传水表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的fk离散函数中插值选取。
实施例三
本实施例是利用现有的远传水表检验与校正系统，标准流量表与待校远传水表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用远传水表精度的等水量校调方法，对公称管径为25mm、流量全量程为4m3/h的远传水表流量测量精度进行校调。
已知待校远传水表翼形叶轮的流量系数为32000转/m3，把待校远传水表的流量全量程划分为66个待校流量工况，这些流量工况为Qk 0，k＝1，2，3，…，66，其中Q1 0为最小数值的流量工况，其值为0.01m3/h，Q66 0为最大数值的流量工况，其值为4m3/h。远传水表翼形叶轮的校调取样转数β规定为62转。将水箱和管路充满水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对远传水表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校远传水表的流量数据采集。当计算机确认待校远传水表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下记录远传水表翼形叶轮完成β转数的时间tk，通过 确定该流量工况下的流量测量误差。式中，fk为远传水表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Qk 0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，β为远传水表翼形叶轮校调取样转数且对每个流量工况都相等，tk为远传水表在k流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，为远传水表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的流量测量误差fk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校远传水表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法对远传水表的流量精度校调后，通过
Figure A20051004172600082
确定用户的累计水量。式中，Z为用户在远传水表经历m次等水量测量采集时间
Figure A20051004172600083
后的累计水量，tj为远传水表在j流量工况下翼形叶轮完成旋转β转数的时间，fj为远传水表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的fk离散函数中插值选取。

Claims (2)

1.一种远传水表精度的等水量校调方法，以远传水表的流量系数为水量测定基础，用标准流量表作为校正远传水表流量测量误差的标准，其特征在于：把远传水表的流量全量程划分为若干个不同的待校流量工况，进行校正测量时，每个流量工况都采用相同的远传水表翼形叶轮校调取样转数β，记录各流量工况下水表翼形叶轮旋转β转所用时间tk，使待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并通过
Figure A2005100417260002C2
确定远传水表的流量测量误差；
式中，fk为远传水表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Qk 0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，β为远传水表翼形叶轮校调取样转数且对每个流量工况都相等，tk为远传水表在k流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，为远传水表的流量系数(转/m3)。
2.如权利要求1所述的远传水表精度的等水量校调方法，其特征在于：通过
Figure A2005100417260002C1
确定用户的累计水量；式中，Z为用户在远传水表经历m次等水量测量采集时间 后的累计水量，tj为远传水表在j流量工况下翼形叶轮完成β转数的时间，fj为远传水表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的fk离散函数中插值选取。
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