[发明专利]一种基于温度补偿的流量测算方法

说明书

本发明公开了一种基于温度补偿的流量测算方法，属于超声波水表技术领域。本发明通过静水状态下，超声波的传播时间以及此温度下超声波在水中的传播速度计算得到超声波的实际传播距离；然后通过测量任意水温下超声波在两换能器之间的传播时间和已测得的实际传播距离得到该温度下的超声波传播速度，然后利用超声波传播速度与水温的关系计算得到流体的实际温度，进而做出温度补偿。本发明方法可以在不增加硬件成本的基础上，通过静水状态下超声波的实际传播距离和传播时间，实现对水温的精确测量；对温度的变化响应速度快，实时性好，能较准确的测量表端水的温度，并做出温度补偿，测量精度高。

技术领域

本发明涉及超声波水表技术领域，特别涉及一种基于温度补偿的流量测算方法。

背景技术

水表作为测量用水的工具，广泛使用在各种用水的场所，例如家庭用水，工业用水以及农业用水等，但是现有常用的是机械式水表，而机械式水表受限较多，所以并不能广泛应用在各种环境下。于是人们设计出超声波水表，其具有量程宽，适用环境强等优点。

目前超声波水表多是基于超声波时差原理，通过检测超声波声束在测量管内流体中顺流/逆流传播时产生的时差，分析得出流体的流速，从而进一步计算出流体的流量。

而在实际应用中超声波水表极易受到外界因素的干扰，造成计量精度下降。一般因素包括工作环境温度变化，介质温度变化、流速分布不均匀、基表管段的几何参数变化等，为测量温度数据，目前多使用DAC或专用芯片配合嵌入表体内的温度传感器如PT1000、PT500等测量模拟值获得介质温度数据，这种方法在流体温度大范围变化时需要较长时间才能与水温同步，温度变化实时性较差，进而影响流量测量；也需要增加专用电路，增加了硬件成本。

因此开发一种可通过超声表直接精确测量水温用以温度补偿的超声波水表水量测算方法意义重大。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有技术的不足，解决超声波水表对介质温度测量的问题，本发明提供了一种基于温度补偿的流量测算方法。

本发明的技术方案为：

一种基于温度补偿的流量测算方法，包括步骤：

1)静水状态下测得超声波实际传播距离

①测量静水状态下超声波在管道中由上游超声波换能器传播到下游超声波换能器的上游传播时间t_u静和由下游超声波换能器传播到上游超声波换能器的下游传播时间t_d静；根据测得的上游传播时间t_u静和下游传播时间t_d静，通过公式(I)计算超声波在静水状态下的实际传播时间t₀；

t₀＝(t_u静+t_d静)/2 (I)；

②流量检定装置测量管道中水的实际温度T，并将温度数据发送到水表端；水表根据接收到的温度以及预设的速度温度关系表格，获得该温度下超声波在水中的传播速度C₀；

③根据公式(Ⅱ)计算超声波在管道中的实际传播距离M，并将M保存至单片机的存储器中；

M＝t₀×C₀ (Ⅱ)；

2)获得超声波传播速度

测量任意水温下超声波在测量管段中的传播时间t，进而通过公式(Ⅲ)获得超声波传播速度C；

C＝M/t (Ⅲ)；

3)测得水温

根据获得的超声波传播速度C以及预设的超声波在水中的传播速度与温度的关系表格，获得当前水温Tc；