[发明专利]一种多声道超声波气体流量计故障诊断及补偿方法

摘要

本发明公开了一种多声道超声波气体流量计故障诊断及补偿方法。本发明基于四声道超声波气体流量测量装置，包括四声道超声波传感器管段、传感器前端处理模块、数据采集控制模块和计算机。本发明首先通过在线声速测量确定异常声道的位置，然后舍弃异常声道的测量数据，最后通过调整其它正常工作声道对应的权重系数，利用正常工作声道的测量数据计算管道内气体的流速和流量，以弥补声道出现故障后流量计量的偏差，使得多声道超声波气体流量计在声道故障发生之后到故障排除之前仍能保证较高的计量精度。本发明为多声道超声波气体流量计的在线故障诊断及补偿提供了一种有效的解决思路，所提出的补偿方法可以明显降低因声道故障带来的流量计量的偏差。

主权项

1.一种多声道超声波气体流量计故障诊断及补偿方法，其特征在于包括以下步骤：1)四声道超声波气体流量计在管道内不同高度的水平截面上布置着四对超声波换能器，通过每对超声波换能器交替发射和接收超声波信号测得各个声道上超声波信号在顺、逆流中的渡越时间，然后根据时差法计算得到对应声道上的平均流速；2)通过判断单一声道上最大测量声速差是否在允许的范围内监测各个声道的工作状态，判断声道是否出现故障；3)通过将理论计算声速和同一条件下各声道的测量声速进行比较，根据各个声道上测量声速和理论计算声速之间的偏差是否在允许的范围内，判断声道是否出现故障，当故障发生时定位出现故障的声道；4)预先计算四声道超声波气体流量计的任意三个声道对应的最优权重系数；5)当某一声道出现故障时，利用其余正常工作声道的测量数据和对应的三声道最优权重系数计算管道内的气体流速，弥补声道出现故障后流速测量的偏差，管道内的气体流速计算公式如式(1)‑式(4)所示：VA＝wBvB+wCvC+wDvD  (1)VB＝wAvA+wCvC+wDvD  (2)VC＝wAvA+wBvB+wDvD  (3)VD＝wAvA+wBvB+wCvC  (4)其中，VA、VB、VC、VD分别为声道A、B、C、D发生故障时补偿后的管道内的气体流速，vA、vB、vC、vD分别是声道A、B、C、D上的流速测量值，wA、wB、wC、wD分别是声道A、B、C、D上流速的加权权重系数。