超声波燃气表的自适应标定方法技术

本发明专利技术涉及一种超声波燃气表的自适应标定方法，包括步骤：S1，检测当前环境中的气体组分；S2，采集当前环境下的温度；S3，采集当前环境下的燃气流量；S4，根据当前环境的气体组分、温度、燃气流速，以及预先获得的标定系数的三维阵列，对超声波燃气表进行自适应标定。本发明专利技术标定方法，是根据现场的环境温度和气体组分及流速，对超声波燃气表进行自适应标定，因此可以提高燃气表的计量准确度。可以提高燃气表的计量准确度。可以提高燃气表的计量准确度。

【技术实现步骤摘要】
超声波燃气表的自适应标定方法


[0001]本专利技术涉及燃气表
，特别涉及一种超声波燃气表的自适应标定方法。

技术介绍

[0002]超声波燃气表是采用时差法原理来测量燃气流速的燃气计量设备，通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速。因时差法声速随流体温度变化带来的误差较小，准确度较高，目前应用较广泛。超声波燃气表在出厂前都需要进行标定，使得计量准确、统一。目前超声波燃气表的标定手段，是在空气环境且常温下进行，但是超声波燃气表实际是在各种温度环境和不同燃气组分等气体状态下工作，因此经过空气统一标定后的超声波燃气表，在不同温度和燃气组分的使用环境下的计量准确度差异较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提高超声波燃气表在使用过程中的计量准确度，提供一种超声波燃气表的自适应标定方法。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：S1，检测当前环境中的气体组分；S2，采集当前环境下的温度；S3，采集当前环境下的燃气流量；S4，根据当前环境的气体组分、温度、燃气流量，以及预先获得的标定系数的三维阵列，对超声波燃气表进行自适应标定。
[0005]所述步骤S4中，如果当前环境的气体组分x、温度t、燃气流量q在标定系数的三维阵列中有对应的点重合，则直接使用重合点的标定系数k值进行自适应标定；如果没有对应的点重合，则从最靠近三维坐标点（t,x,q）的多个标定系数点k值中确定出一个作为自适应标定使用的标定系数。
[0006]所述从最靠近三维坐标点（t,x,q）的多个标定系数点k值中确定出一个作为自适应标定使用的标定系数的步骤，包括：S41，基于所述标定系数的三维阵列，根据得到的当前时刻的温度t、气体组分 x以及流量q，搜索最靠近这个三维坐标点（t,x,q）的八个点的标定系数k值，分别为：k(t1,x1,q1)， k(t1,x1,q2)， k(t1,x2,q1)， k(t1,x2,q2)， k(t2,x1,q1)， k(t2,x1,q2)， k(t2,x2,q1)， k(t2,x2,q2),，其中t1≦t≦t2， x1≦x≦x2， q1≦q≦q2；S42，根据标定系数k(t1,x1,q1)、 k(t1,x1,q2)，采用如下公式算出中间点1：k(t1,x1,q)=(q2
‑
q)/(q2
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q1)* k(t1,x1,q1)+ (q
‑
q1)/(q2
‑
q1)* k(t1,x1,q2)；根据k(t1,x2,q1)、 k(t1,x2,q2)采用如下公式算出中间点2：k(t1,x2,q)=(q2
‑
q)/(q2
‑
q1)* k(t1,x2,q1)+ (q
‑
q1)/(q2
‑
q1)* k(t1,x2,q2)；根据k(t2,x1,q1)、 k(t1,x1,q2)采用如下公式算出中间点3：k(t2,x1,q)=(q2
‑
q)/(q2
‑
q1)* k(t2,x1,q1)+ (q
‑
q1)/(q2
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q1)* k(t2,x1,q2)；
根据k(t2,x2,q1)、 k(t2,x2,q2)采用如下公式算出中间点4：k(t2,x2,q)=(q2
‑
q)/(q2
‑
q1)* k(t2,x2,q1)+ (q
‑
q1)/(q2
‑
q1)* k(t2,x2,q2)；S43，根据k(t1,x1,q)、 k(t2,x1,q)采用如下公式算出中间点5：k(t,x1,q)=(t2
‑
t)/(t2
‑
t1)* k(t1,x1,q)+ (t
‑
t1)/(t2
‑
t1)* k(t2,x1,q)；根据k(t1,x2,q)、k(t2,x2,q)采用如下公式算出中间点6：k(t,x2,q)=(t2
‑
t)/(t2
‑
t1)* k(t1,x2,q)+ (t
‑
t1)/(t2
‑
t1)* k(t2,x2,q)；S44，根据k(t,x1,q)、 k(t,x2,q)，采用如下公式算出中间点7：k(t,x,q)=(x2
‑
x)/(x2
‑
x1)* k(t,x1,q)+ (x
‑
x1)/(x2
‑
x1)* k(t,x2,q)，中间点7即为当前气体组分、温度、燃气流量对应下的标定系数，以此标定系数对超声波燃气表进行自适应标定。
[0007]上述方案中，通过逐渐取中国点的方式最终得到目标标定系数值，不仅计算量小，且计算结果准确。
[0008]所述标定系数的三维阵列通过以下步骤而获得：S10，分别确定温度、气体组分、流量的范围及变化步长；S20，选择温度、气体组分、流量中的两个变量固定不变，即作为静态变量，而另一个变量作为动态变量，按照变化步长调节动态变量，每调节一次得到并记录当前温度、气体组分、流量下的标定系数k；S30，改变需要动态变化的变量，重复执行步骤S20，直至所有的变量都作为一次动态变量，最终得到所述标定系数的三维阵列。
[0009]温度的范围为
‑
30~+55℃，变化步长为5℃。
[0010]气体组分范围为甲烷摩尔百分比浓度范围，为100%~80%，变化步长为5%。
[0011]流量范围为0.016m3/h~6m3/h，变化步长为0.08m3/h。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术标定方法，首先在实验条件下建立得到由气体组分、温度、流量（流速）综合影响下的标定系数的三维阵列，然后在超声波燃气表的实际使用过程中，根据现场环境的温度、气体组分及流量对超声波燃气表进行自适应标定，而不是以固定环境下的标定值为参考，继而可以实现燃气用量的更准确计量，提高计量的精确性。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]图1为实施例中提供的超声波燃气表的自适应标定方法的流程图。
[0015]图2a为实施例中构建标定系数的三维阵列的总流程图，图2b为构建标定系数的三维阵列的细化流程图。
[0016]图3为时间差法燃气表的原理示意图。
[0017]图4为由温度t、流量q、气体组分x确定的标定系数的三维坐标中，由8个坐标点计算得到4个中间坐标点的示意图。
[0018]图5为由4个坐标点计算得到2个中间坐标点的示意图。
[0019]图6为由2个坐标点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波燃气表的自适应标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，检测当前环境中的气体组分；S2，采集当前环境下的温度；S3，采集当前环境下的燃气流量；S4，根据当前环境的气体组分、温度、燃气流量，以及预先获得的标定系数的三维阵列，对超声波燃气表进行自适应标定。2.根据权利要求1所述的超声波燃气表的自适应标定方法，其特征在于，所述步骤S4中，如果当前环境的气体组分x、温度t、燃气流量q在标定系数的三维阵列中有对应的点重合，则直接使用重合点的标定系数k值进行自适应标定；如果没有对应的点重合，则从最靠近三维坐标点（t,x,q）的多个标定系数点k值中确定出一个作为自适应标定使用的标定系数。3.根据权利要求2所述的超声波燃气表的自适应标定方法，其特征在于，所述从最靠近三维坐标点（t,x,q）的多个标定系数点k值中确定出一个作为自适应标定使用的标定系数的步骤，包括：S41，基于所述标定系数的三维阵列，根据得到的当前时刻的温度t、气体组分 x以及流量q，搜索最靠近这个三维坐标点（t,x,q）的八个点的标定系数k值，分别为：k(t1,x1,q1)， k(t1,x1,q2)， k(t1,x2,q1)， k(t1,x2,q2)， k(t2,x1,q1)， k(t2,x1,q2)， k(t2,x2,q1)， k(t2,x2,q2),，其中t1≦t≦t2， x1≦x≦x2， q1≦q≦q2；S42，根据标定系数k(t1,x1,q1)、 k(t1,x1,q2)，采用如下公式算出中间点1：k(t1,x1,q)=(q2
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q)/(q2
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q1)* k(t1,x1,q1)+ (q
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q1)/(q2
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q1)* k(t1,x1,q2)；根据k(t1,x2,q1)、 k(t1,x2,q2)采用如下公式算出中间点2：k(t1,x2,q)=(q2
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q)/(q2
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q1)* k(t1,x2,q1)+ (q
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q1)/(q2
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q1)* k(t1,x2,q2)；根据k(t2,x1,q1)、 k(t1,x1,q2)采用如下公式算出中间点3：k(t2,x1,q)=(q2
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q)/(q2
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q1)* k(t2,x1,q1)+ (q
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q1)/(q2
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q1)* k(t2,x1,q2)；根据k(t2,x2,q1)、 k(t2,x2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勋，李中华，
申请(专利权)人：成都千嘉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：