一种气体流量的计量方法技术

本发明专利技术涉及计量仪表技术领域，具体涉及一种气体流量的计量方法。其包括如下步骤：控制第一超声波探头向第二超声波探头发送超声波信号，接收第二超声波探头反馈的根据第一超声波探头至第二超声波探头的超声波信号，得到上行飞行时间t

【技术实现步骤摘要】
一种气体流量的计量方法
本专利技术涉及计量仪表
，具体涉及一种气体流量的计量方法。
技术介绍
由于人们对环境的关注度越来越高，燃气作为较清洁环保的能源得到了越来越广泛的关注及应用，而随之的燃气输气管道的兴建与普及，燃气表如雨后春笋般涌现，从机械式到电子式，从膜式到超声波，新概念新技术的不断涌现，体现着人们对高品质的追求，超声波燃气表作为一种更高科技，优化结构、解决成本问题的新模式应运而生。为了适应然气行业的发展需求，特别是燃气公司对然气计量的需求，然气计量方法得到超声波燃气表厂家的广泛关注。目前，现有技术中如中国专利文献CN106404084A，公开了一种测量气体流量的方法，包括以下步骤：环绕气体管道布置超声波流量计的超声波收发装置，利用超声波收发装置发送穿过气体的超声波，并采集回波信号，在回波信号的采样数据中选取两个采样点，两个采样点的连线与基准电平线的交点时刻记为T3，超声波回波信号的周期为T，超声波发送的时刻记为T0，回波信号的起始时刻为T1，T1与T3之间回波信号的周期个数为n；超声波的传输时t计算公式如下：t＝T3-T0-nT:利用传输时间计算气体流量。上述专利文献的测量气体流量的方法，直接利用的是上下游超声波探头对超声波顺向传输时间和超声波逆向传输时间的测定来计算超声波流量的，但在测定过程中，没有考虑到超声波探头等硬件的延时时间，测得的超声波顺向传输时间和超声波逆向传输时间不准确，最终将导致计算出的气体流量值不太准确，燃气公司的利益受到了损害，且该测量气体流量的方法中没有考虑到超声波不在流体中传播的距离，因此，只能适用于将超声波探头设置在流道壁内侧的情况下，而不能适用于将超声波探头设置在流道壁外侧的情况，局限了超声波探头的设置位置。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有产品的测量气体流量的方法测量得到的流量值不准确的问题，提供一种计量流量值准确的气体流量的计量方法。为解决上述问题，本专利技术的一种气体流量的计量方法，包括如下步骤：(S1)控制第一超声波探头，使得所述第一超声波探头向第二超声波探头发送超声波信号，接收所述第二超声波探头反馈的根据所述第一超声波探头至所述第二超声波探头的超声波信号，得到上行飞行时间tup10；(S2)控制所述第二超声波探头，使得所述第二超声波探头向所述第一超声波探头发送超声波信号，接收所述第一超声波探头反馈的根据所述第二超声波探头至所述第一超声波探头的超声波信号，得到下行飞行时间tdw10；(S3)根据硬件延时时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正，并根据所述修正后的上行飞行时间tup和下行飞行时间tdw计算采样时的超声波的实时声速c0；(S4)根据所述实时声速c0计算实时流速v0；(S5)根据实时流速v0和流道横截面积S计算实时流量Q0。其中，步骤(S3)中计算公式为：式中：L流场中超声波传输路径长度；c0流场中超声波的速度；θ第一超声波探头1和第二超声波探头2的连线与流场方向的夹角；v0流场中气体的速度；tdel硬件电路的延时时间。在步骤(S3)中，根据硬件延时时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正之前还包括如下步骤：对得到的下行飞行时间tdw10与历史下行飞行时间数据进行带遗忘因子计算，得到修正后的下行飞行时间tdw，同时对得到的上行飞行时间tup10与历史上行飞行时间数据进行带遗忘因子计算，得到修正后的上行飞行时间tup。其中，带遗忘因子的计算公式为：tup＝tup10*αup10+tup11*αup11+tup12*αup12++tup13*αup13+…+tup1n*αup1n；tdw＝tdw10*αdw10+tdw11*αdw11+tdw12*αdw12++tdw13*αdw13+…+tdw1n*αdw1n；式中：tup表示经过遗忘因子计算后得到的上行飞行时间；tup10表示当前得到的上行飞行时间；αup10表示当前上行飞行时间的遗忘因子；tup11表示相对于当前得到的上行飞行时间的上一次上行飞行时间；αup11表示相对于当前得到的上行飞行时间的上一次上行飞行时间的遗忘因子；tup1n表示相对于当前得到的上行飞行时间的上n次上行飞行时间；αup1n表示相对于当前得到的上行飞行时间的上n次上行飞行时间的遗忘因子；式中：tdw表示经过遗忘因子计算后得到的下行飞行时间；tdw10表示当前得到的下行飞行时间；αdw10表示当前下行飞行时间的遗忘因子；tdw11表示相对于当前得到的下行飞行时间的上一次下行飞行时间；αdw11表示相对于当前得到的下行飞行时间的上一次下行飞行时间的遗忘因子；tdw1n表示相对于当前得到的下行飞行时间的上n次下行飞行时间；αdw1n表示相对于当前得到的下行飞行时间的上n次下行飞行时间的遗忘因子。在步骤(S3)之前还接收温度传感器反馈的温度值temp和压力传感器反馈的压力值press。第一超声波探头和第二超声波探头设置在气体流场外侧，所述步骤(S3)中同时根据超声波不在气体流场中的传输时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正。其中，上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正的计算公式为：式中：L流场中超声波传输路径长度；L1不流场中超声波传输路径长度；c0流场中超声波的速度；θ第一超声波探头和第二超声波探头的连线与流场方向的夹角；v0流场中气体的速度；tdel硬件电路的延时时间。对所述步骤(S5)中的实时流量Q0进行校正，得到校正后的瞬时流量Q。其中，校正公公式为：Q＝kQ0+b；式中：Q矫正后的气体瞬时流量；Q0实时流量；k、b矫正参数。还包括根据瞬时流量Q计算采样电路增益系数；校正后瞬时流量Q小于等于0.5倍超声波燃气表规定允许的最大流量Qmax时，可以得到固定的上行采样电路增益系数和下行采样电路增益系数Ageupn；校正后瞬时流量Q大于等于0.5倍超声波燃气表规定允许的最大流量Qmax时，需要将流量区间分为若干段，计算每段的上行采样电路增益系数和下行采样电路增益系数Agedwn。其中，在所述步骤S1前还包括，根据前一次采样周期计算得到的采样电路增益系数调整采样电路的增益。还包括根据瞬时流量Q计算单位时间内通过燃气表气体的体积dV。根据单位时间内通过燃气表的气体体积dV进行温度补偿和压力补偿计算单位时间内的标准气体体积dVc，计算公式为：dVc＝dV*(1+zt+zp)；式中zt、zp为温度和压力补偿系数；temp为燃气表气体的实时温度；press为燃气表内气体的压力。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术中，根据硬件延时时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正，并计算采样时的超声波的实时声速c0，使得计算得到的超声波的实时声速c0、实时流速v0及实时流量Q0更加准确。同时，在本专利技术中，可根据上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10计算采样时的超声波的实时声速c0，不需要额外增加独立测量声速的模块，减少超声波燃气表的成本。2.本专利技术中，在对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行硬件延时的修正前，对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行带遗忘因子的修正，得到修正后的上行飞行时间t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体流量的计量方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)控制第一超声波探头(1)，使得所述第一超声波探头(1)向第二超声波探头(2)发送超声波信号，接收所述第二超声波探头(2)反馈的根据所述第一超声波探头(1)至所述第二超声波探头(2)的超声波信号，得到上行飞行时间t

【技术特征摘要】
1.一种气体流量的计量方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)控制第一超声波探头(1)，使得所述第一超声波探头(1)向第二超声波探头(2)发送超声波信号，接收所述第二超声波探头(2)反馈的根据所述第一超声波探头(1)至所述第二超声波探头(2)的超声波信号，得到上行飞行时间tup10；(S2)控制所述第二超声波探头(2)，使得所述第二超声波探头(2)向所述第一超声波探头(1)发送超声波信号，接收所述第一超声波探头(1)反馈的根据所述第二超声波探头(2)至所述第一超声波探头(1)的超声波信号，得到下行飞行时间tdw10；(S3)根据硬件延时时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正，并计算采样时的超声波的实时声速c0；(S4)根据所述实时声速c0计算实时流速v0；(S5)根据实时流速v0和流道(3)横截面积S计算实时流量Q0。2.根据权利要求1所述的气体流量的计量方法，其特征在于，步骤(S3)中计算公式为：式中：L流场中超声波传输路径长度；c0流场中超声波的速度；θ第一超声波探头(1)和第二超声波探头(2)的连线与流场方向的夹角；v0流场中气体的速度；tdel硬件电路的延时时间。3.根据权利要求1所述的气体流量的计量方法，其特征在于，在步骤(S3)中，根据硬件延时时间对上行飞行时间tup10和下行飞行时间tdw10进行修正之前还包括如下步骤：对得到的下行飞行时间tdw10与历史下行飞行时间数据进行带遗忘因子计算，得到修正后的下行飞行时间tdw，同时对得到的上行飞行时间tup10与历史上行飞行时间数据进行带遗忘因子计算，得到修正后的上行飞行时间tup。4.根据权利要求3所述的气体流量的计量方法，其特征在于，带遗忘因子的计算公式为：tup＝tup10*αup10+tup11*αup11+tup12*αup12++tup13*αup13+…+tup1n*αup1n；tdw＝tdw10*αdw10+tdw11*αdw11+tdw12*αdw12++tdw13*αdw13+…+tdw1n*αdw1n；式中：tup表示经过遗忘因子计算后得到的上行飞行时间；tup10表示当前得到的上行飞行时间；αup10表示当前上行飞行时间的遗忘因子；tup11表示相对于当前得到的上行飞行时间的上一次上行飞行时间；αup11表示相对于当前得到的上行飞行时间的上一次上行飞行时间的遗忘因子；tup1n表示相对于当前得到的上行飞行时间的上n次上行飞行时间；αup1n表示相对于当前得到的上行飞行时间的上n次上行飞行时间的遗忘因子；式中：tdw表示经过遗忘因子计算后得到的下行飞行时间；tdw10表示当前得到的下行飞行时间；αdw10表示当前下行飞行时间的遗忘因子；tdw11表示相对于当前得到的下行飞行时间的上一次下行飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：田舟，虞敏杰，赵健波，
申请(专利权)人：浙江正泰仪器仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33