[发明专利]超声波流量计仪表系数的非线性修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波技术领域，尤其涉及一种超声波流量计仪表系数的非线性修正方法。

背景技术

超声波流量计是近年来发展最为迅速的流量计之一，它是一种利用超声波信号在流体中传播时流体的流速信息来测量流体流量的测量技术，它具有非接触式测量、测量精度高、测量范围宽、安装维护方便等一些突出优点，常被应用到煤气、天然气、油气等气体的流量测量中。

时差法是采用超声波进行流量测量的常用方法之一，其原理是根据超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间之差来计算流速，从而计算出流量。超声波流量计的仪表系数反应了超声气体流量计的仪表特性，其相对于平均仪表系数值的偏差程度表示了基本误差、线性度等决定仪表是否合格的关键指标。现有技术的超声波大多是将流速分布修正系数作为仪表系数，减小仪表系数的偏差，通过仪表系数把线平均速度折算成面积平均流速，减小超声波流量计的测量误差。

但是现有的流速分布修正系数是通过一些理论修正公式计算得来，这些公式是在各自作了某些假设的条件下导出，再用实验方法确定其中一些参数为常数，最后求得流速分布修正系数。而流速分布修正系数与流动剖面有关，流速分布修正系数为雷诺系数的函数，是实时变化的，按照前述的理论修正公式计算得到流速分布修正系数，会导致流速分布修正系数误差较大，即仪表系数误差较大。

发明内容

本发明提供一种超声波流量计仪表系数的非线性修正方法用以解决由于超声波流量计的仪表系数是实时变化的，而按现有理论公式计算得来的仪表系数导致误差较大的问题。

本发明提供一种超声波流量计仪表系数的非线性修正方法，所述方法包括：

选取所述超声波流量计所在的管道内待测流体中的多个第一测量点的流量的理论值；

测量所述流体在各所述第一测量点的流量的实际值和各所述第一测量点的流量的实际值对应的仪表系数的实际数值；

根据各所述第一测量点选取多个量程段；

在各所述量程段内，根据各所述第一测量点的流量的实际值和各所述第一测量点的流量的实际值对应的仪表系数的实际数值以及预设关系式，构造各所述量程段内的仪表系数的表达式；

根据各所述量程段内的仪表系数的表达式计算各所述量程段内的所述仪表系数的计算值，并根据所述仪表系数的计算值实时动态的修正所述仪表系数。

进一步地，上述所述超声波流量计仪表系数的非线性修正方法中，各所述第一测量点的流量的理论值包括Q_min、Q_t、0.1Q_max、0.1875Q_max、0.25Q_max、0.4Q_max、0.7Q_max和Q_max；其中Q_min为最小流量，Q_t为分界流量，Q_max为最大流量。

进一步地，上述所述超声波流量计仪表系数的非线性修正方法中，在各所述量程段内，根据各所述第一测量点的流量的实际值和各所述第一测量点的流量的实际值对应的仪表系数的实际数值以及预设关系式，构造各所述量程段内的仪表系数的表达式，具体包括：

选取各所述量程段对应的所述预设关系式；

对于每一个所述量程段，根据所述预设关系式中的常数的数量，在所述量程段内选取与所述常数数量相同的所述第一测量点的流量的实际值和对应的所述仪表系数的实际值；

将所述第一测量点的流量的实际值和对应的所述仪表系数的实际值代入所述预设关系式，求得所述预设关系式中的常数的数值；

将所述预设关系式中的所述常数的数值代入所述预设关系式，得到所述超声波流量计的所述仪表系数的表达式。

进一步地，上述所述超声波流量计仪表系数的非线性修正方法中，选取各所述量程段对应的所述预设关系式，具体包括：

当第一量程段为Q_min～0.1Q_max时：对应的所述预设关系式为：

当第二量程段为0.1Q_max～0.25Q_max时，对应的所述预设关系式为：K＝aq²+bq+c；

当第三量程段为0.25Q_max～0.4Q_max时，对应的所述预设关系式为：K＝aq+b；

当第四量程段为0.4Q_max～0.7Q_max时，对应的所述预设关系式为：K＝aq+b；以及