[发明专利]用于超声波换能器的零漂温度补偿方法

说明书

本发明提供了用于超声波换能器的零漂温度补偿方法，属于燃气表领域，包括将计量组件置于恒温箱中，基于每个温度值下稳定检测的平均温度值以及飞行时间差值构建温度‑零漂函数；将零漂变化量代入飞行时间差的计算公式，将计算结果作为流量修正值；如果判定当前检测状态为零流量状态，则在零流量状态持续第一预设时长后，对零漂数据进行更新。通过获取计量组件在不同温度值下的飞行时间差以及平均温度值构成的函数对计量组件进行标定，从而对计量组件完成基于温度的零漂补偿，防止出现不同温度下由于零漂现象导致测量不准确的缺陷，同时还针对出现零流量状态时，主动对零漂数据进行更新，进一步提高了在小流量检测下检测的精确性。

技术领域

本发明属于燃气表领域，特别涉及用于超声波换能器的零漂温度补偿方法。

背景技术

超声波燃气表由于其测量范围宽、对被测介质无要求、无任何转动部件等特点，成为近年来电子式燃气表的一个亮点。但是，超声波燃气表的零点漂移对超声波燃气表的小流量检测精度有较大影响。零点漂移是指当超声波燃气表内无气体流动时，顺逆流飞行的时间差不为零。而且，环境温度、器件老化等因素还会引起零点漂移值的变化。零点漂移的根源来自于超声波换能器，换能器的特性参数会随着温度、时间而变化，且当两个换能器配对使用时，无法做到完全的一致。对于家用超声波燃气表，若对零点漂移没有很好的处理方法，会造成小流量测量精度超差。

当前解决该问题一般有两个方法，第一种方法是在制造端尽可能保证换能器的一致性，第二种方法是在一批换能器中选择性能接近的换能器进行配对使用。

针对第一种方法，即从生产角度提高换能器的一致性，压电陶瓷和匹配材料无法做到完全的一致，工艺难度大，制造成本高。第二种方法选择性能相近的换能器配对使用，因换能器有多个性能指标影响到零点漂移值，无法做到完全的匹配，最终零漂的抑制效果不明显。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了通过获取补偿函数和修正值对计量组件进行补偿从而提高超声波换能器检测精度的零漂温度补偿方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于超声波换能器的零漂温度补偿方法，用于对超声波燃气表中的计量组件进行温度修正，所述零漂温度补偿方法，包括：

步骤一，将计量组件置于恒温箱中，对恒温箱的温度进行调整得到至少两个温度值，获取计量组件在每个温度值下稳定检测的平均温度值以及飞行时间差值，基于每个温度值下稳定检测的平均温度值以及飞行时间差值构建温度-零漂函数；

步骤二，在计量组件的实际使用过程中，获取因温度变化导致的零漂变化量，将零漂变化量代入飞行时间差的计算公式，将计算结果作为流量修正值；

步骤三，在使用计量组件进行流量监测的过程中，获取飞行时间差与零漂差值的绝对值，根据差值判定当前检测状态是否为零流量状态；

步骤四，如果判定当前检测状态为零流量状态，则在零流量状态持续第一预设时长后，对零漂数据进行更新。

可选的，在步骤一与步骤二之间，还设有用于计量组件的自标定步骤。

可选的，所述用于计量组件的自标定步骤，包括：

在超声波燃气表的通道内没有流量的状态下，获取计量组件在第二预设时长内的飞行时差的平均值和检测到温度的平均值。

可选的，所述步骤二包括：

在计量组件的实际使用过程中，获取因温度变化导致的零漂变化量，将零漂变化量代入如公式一所示的飞行时间差的计算公式

Δt＝Δt_s+[f(T)-f(T_s)]公式一，

其中，Δt为零漂计算结果，Δt_s为通过自学习获取到的零漂值，T为当前温度值，T_s为零漂对应的温度值；