[发明专利]一种超声波热量表全温度全流量范围连续补偿的流量补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及流量补偿技术领域，具体地说是一种超声波热量表全温度全流量范围连续补偿的流量补偿方法。

背景技术

超声波测量流速是根据水流流速与超声波在逆流水中传播时间与顺流传播时间差成一定比例的原理进行测量的。

目前，超声波热量表的管段一致性和重复性比较差；换能器一致性和重复性较差；使用2-3年后出现热量计量不准确现象比较严重。超声波热量表在出厂时只做50℃下国标GB/T 32224-2015所要求的流量点的校准与检测；而在正常供暖实际使用过程中，热水在主管道流入用户管道时温度变化比较大，距离主管道较近的住户进水温度一般都在70℃左右，流量也比较大；供热末端一般在50℃左右，流量比较小；温度差异会影响管道内水的流场，也影响了超声波在水中的传播速度，这就给超声波测量带来误差。

常用的查表算法是根据所测得水温，判断温度处于哪个区间，查询每个温度区间对应流量的补偿系数，将测得的流量值乘以对应流量区间的流量系数进行补偿得到所求的流速值。这种补偿方法较为简单，容易实现，但也存在较大的误差。因热量表实际使用的水温变化范围较大，在一个温度区间内使用同一个系数补偿，但在以区间内实际需要补偿的系数之间存在一定差异，给流速测量带来一定误差，受程序空间限制，无法做到对每个温度点的准确补偿；不同超声波热量表的管段、换能器等一致性和重复性存在一定差异，其流量曲线也存在着差异，在一个流量区间内使用同一个系数补偿也给流量测量带来误差，尤其是测得的流速在分界点附近变化时，如果相邻区间的校准系数相差较大，校准后的流速会出现较大的跳动，出现流速不稳的状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波热量表全温度全流量范围连续补偿的流量补偿方法，用于解决超声波流量补偿误差大、流速不稳的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种超声波热量表全温度全流量范围连续补偿的流量补偿方法,其特征是，包括以下步骤：

建立补偿系数表；

根据温度值对对应的补偿系数进行线性插值，得到补偿系数KT1、KT2；

根据求得的流速平均值对新得到的补偿系数KT1、KT2进行线性插值，得到补偿系数k；

利用求的补偿系数k对流速进行补偿。

进一步地，建立补偿系数表的具体过程包括：

根据温度和流速确定补偿系数K；

根据求得的补偿系数K、温度、流速建立二维补偿系数表。

进一步地，确定补偿系数的具体方法为：

每10℃选取一个温度点；

根据不同口径的公称流量，选取多个流量点；

分别测量得到各流量点在每个温度点的实际温度，求得温度误差e；

根据公式一：K＝K0*(1-e)，得到某一温度下该流量点的系数K；公式一中，K0为补偿系数初始值。

进一步地，补偿系数KT1、KT2的计算方法包括：

测得初始流速值为x0，初始温度值为y0；

确定实际需要的补偿系数，即：(x0,y0)点的补偿系数K(K_x0,K_y0)；

通过补偿系数表、根据(x0,y0)点得到其四个顶角的补偿系数K1(K1_x,K1_y)、K2(K2_x,K2_y)、K3(K3_x,K3_y)、K4(K4_x,K4_y)；

根据K1(K1_x,K1_y)、K2(K2_x,K2_y)、K3(K3_x,K3_y)、K4(K4_x,K4_y)，求得补偿系数KT1(KT1_x,KT1_y)、KT2(KT2_x,KT2_y)。

进一步地，KT1(KT1_x,KT1_y)、KT2(KT2_x,KT2_y)的计算方法为：

KT1(KT1_x,KT1_y)＝K1(K1_x,K1_y)+K1(K1_x,K1_y)*(KT1_y-K1_y)/(K3_y-K1_y) (公式二)；

KT2(KT2_x,KT2_y)＝K2(K2_x,K2_y)+K2(K2_x,K2_y)*(KT2_y-K2_y)/(K4_y-K2_y)(公式三)。

进一步地，步骤3)操作中，补偿系数K1的求得方法包括：

k(K_x0,K_y0)＝KT1(KT1_x,KT1_y)+KT1(KT1_x,KT1_y)*(K_x0-KT1_x)/(KT2_x-KT1_x) (公式四)。

进一步地，利用求的补偿系数k对流速进行补偿的补偿方式包括：将流速乘以补偿系数k。