一种流速仪法流量测量数据准确度评定方法技术

一种流速仪法流量测量数据准确度评定方法，其特征是：该方法先后按：①测定流速仪的安装位置参数，②流速仪测速数据采集，③流量准确度ｆ↓［ＱＳ］的计算三大步骤实施，其中计算流量准确度ｆ↓［ＱＳ］的关键参数流速仪率定准确度ｆ↓［Ｌ］以如下数理模型计算：ｆ↓［Ｌ］＝（Ｓ↓［１］Δ↓［１］＋Ｓ↓［２］Δ↓［２］＋……＋Ｓ↓［ｎ］Δ↓［ｎ］）／（Ｓ↓［１］＋Ｓ↓［２］＋……＋Ｓ↓［ｎ］）。式中，Ｓ↓［ｉ］为对应流速仪的相对面积权，＊为每部流速仪的率定极限误差。本发明专利技术利用相对面积权的概念，对流量准确度进行评定计算并通过计算机实施，源于流速仪法流量测量计算公式的分析和必要的推导，理论上无瑕疵，实际运用简明可行。使得测量结果的准确度评定合理、可信，避免了人为因素的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利电力行业数据测量及评定，具体说是。
技术介绍
测量流量，传统经典的流速仪法，方便实用的蜗壳差压法和超声波法。很显然它们的流量测量值准确度的估计方式是不一样的。 流速仪法测量流量，对准确度有影响的项目是流速仪率定准确度fL、时标准确度fT、测流断面测量准确度fM、测流断面倾斜测量准确度fX、流速仪安放倾斜角度引起的流速测量准确度fA、堵塞引起的流量测量准确度fD(当堵塞总修正值δ在±2％～±6％时，fD＝±0.3δ％)流量准确度fQS的计算有 式中，fM、fX、fA、fD是流速仪安装时引起的，由人工计算输入给效率测试系统，如果流速仪安装工作正确，它们一般都很小。fT可忽略不计。根据以往效率试验的计算，流速仪法测量流量准确度主要是受流速仪率定准确度fL大小的影响。传统的fL计算公式为 式中 即每部流速仪的率定极限误差，⑩为每部流速仪的率定的均方差，它由水文率定部门给定。P为测点(流速仪)编号，此时作为加权因子。按平差理论，这样的加权因子是缺乏依据的，随意性太大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种体系完善，实际应用简明可行的流速仪法流量测量数据准确度评定方法。 所述流速仪法流量测量数据准确度评定方法，由上位机收集下位机数据进行滤波、计算、评定、显示，由下位机分别完成数据采集和通讯，其特征是该方法依次按如下步骤进行①、测定流速仪的安装位置参数，②、采集流速仪测速数据，③、计算流量准确度fQS，其中计算流量准确度fQS中的数流速仪率定准确度fL以如下数理模型计算 式中，Si为对应流速仪的相对面积权， 为每部流速仪的率定极限误差。 所述的安装位置参数，对于圆形测流断面，是指测流圆周的测流半径、测流臂的数量M和测流断面半径R，对于矩形或梯形测流断面，是指每条水平测臂的长度lk和垂直测臂的高度hk，每只流速仪到水平基准边壁的距离lk，i，到垂直基准边壁距离hk，i。 对于圆形测流断面，其第n圈测流圆周上的流速仪所得到的相对面积权Sn由如下数学模型得到 其中m为测流圆周上的流速仪数，ri＊＝ri/R，ri是各测流圆周的相对半径，R是测流断面半径；对于测流圆中心点的流速仪，它的权是S0 对于矩形或梯形测流断面，布置在第j个水平测臂上第i个位置的流速仪来说，它控制的相对长度是Ai，j，相对高度是Bj，相对面积权即是Ai，j×Bj，其数学模型如下式 (i＝3，4，.....，n-2)， (j＝3，.....k-2) 其中，d为流速仪水平间隔的相对长度，z为流速仪垂直间隔的相对高度。 所述流速仪测速数据由下位机对流速仪测速数据采集后，通过上位机的EPP并行通讯接口控制，接受由通讯调度控制单片机传送的开关量、模拟量数据。 工作原理及数理分析 依据误差权的原理，按流速面积的数值积分法，分析每部流速仪在整个流量测量中的作用，既所占比例的大小，来确定每部流速仪的率定极限误差，对流量测量准确度的影响。 流速面积的数值积分法，分圆形测流断面和矩形(或梯形)测流断面。 圆形测流断面计算如公式(1)，假定Vo是圆管中心流速，u1、u2......、un是沿圆周线的平均流速。测流断面半径为R，各圆周半径为r1、r2、...、rn是逐次递增的，各圆周的相对半径为r1＊、r2＊、.....、rn＊，ri＊＝ri/R；测流断面的平均流速V可用公式(1)计算 可发现每部流速仪测量的数据对整个测流断面流量的影响，是由它所控制的相对面积大小决定的。在测流断面上，各部流速仪的位置不同，所控制的相对面积也不同，这个相对面积值完全符合平差理论中作为加权的要求，即是本专利技术中的“相对面积权”。 圆形测流断面相对面积权的具体计算 依公式(1)令系数 系数Si(i＝0，1，2，...，n)表示的含义是测流圆周上流速仪的平均流速占整个测流圆断面平均流速比例的大小，也就是测流圆周所控制的相对面积大小。将Si作为流速仪率定准确度的权，来估计流量测量的准确度，是比较科学合理的。对于测流圆中心点的流速仪，它的权是S0；对于第i圈测流圆周上的流速仪，它的权是Si/M，M为测流圆周上的流速仪数，即测流圆的测臂数。 矩形(或梯形)测流断面 此时的流速仪布置，在测流断面中，按水平方向布置k条测流臂(k≥5)，每条水平测流臂布置n台流速仪(n≥5)。 若第k只水平测臂在两管壁之间的长度Lk，固定一侧边壁作为基准，测流臂上的安装n部流速仪，距基准边壁的距离为lk，i，将测流臂分隔为n+1个间隔，间隔的相对长度为dk，i，有 dk，1＝lk，1/Lk， dk，2＝(lk，2-lk，1)/Lk，......， dk，n＝(lk，n-lk，(n-1))/Lk， dk，(n+1)＝(Lk-l(n-1))/Lk。 此处，n为水平测线上的流速仪数； 设各水平测臂上的平均流速为uj，按(2)式计算 (j＝1，2，......，k) Vj，1、Vj，2、......、Vj，n为第j条水平测流臂上流速仪测量的点流速。 对于第j条水平测流臂，令 (i＝3，4，.....，n-2) Aj，i即表示布置在第j水平测臂上第i个位置的流速仪所控制的相对长度。 同理，按铅垂(高度)方向H为断面的高度，以底部为基准，每一测流臂分隔的相对高度z，k条水平测流臂将H高度分隔为k+1个区间。各区间的相对高度为 z1＝h1/H，z2＝(h2-h1)/H，......，zk＝(hk-h(k-1))/H， z(k+1)＝(H-h(k-1))/H。 沿断面的高度方向，同公式(2)，矩形(或梯形)断面单位面积平均流量V有公式(3)得 令 (j＝3，.....k-2) Bj即表示布置在沿断面的高度方向j个位置的水平测流杆控制的相对高度。 对于布置在第j个水平测流杆上第i个位置的流速仪来说，它控制的相对长度是Ai，j，相对高度是Bj，相对面积为Ai，j乘以Bj，将Ai，j×Bj称之相对面积权，作为该部流速仪率定准确度的权，来估计流量测量准确度的影响。 本专利技术利用相对面积权的概念，对流量准确度进行评定计算并通过计算机实施，源于流速仪法流量测量计算公式的分析和必要的推导，理论上无瑕疵，实际运用简明可行；其要点是对于流速仪率定误差对测量结果的影响，给出了符合误差权理论的计算方法和符合实际应用的计算机评定方法，使得测量结果的准确度评定合理、可信，避免了人为因素的影响。 附图说明 图1是本专利技术圆形测流断面流速仪放置示意图， 图2是本专利技术矩形测流断面流速仪放置示意图， 图3是计算机系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流速仪法流量测量数据准确度评定方法，用上位机收集下位机传递的数据，对此数据进行滤波、计算、评定、显示，由多个下位机分别完成数据采集和通讯，其特征是：该方法依次按如下步骤进行：①、测定流速仪的安装位置参数，②、采集流速仪测速数据，③、计算流量准确度ｆＱＳ，其中计算流量准确度ｆＱＳ中的数流速仪率定准确度ｆＬ以如下数理模型计算：　ｆ↓［Ｌ］＝（Ｓ↓［１］Δ↓［１］＋Ｓ↓［２］Δ↓［２］＋……＋Ｓ↓［ｎ］Δ↓［ｎ］）／（Ｓ↓［１］＋Ｓ↓［２］＋……＋Ｓ↓［ｎ］）　式中 ，Ｓｉ为对应流速仪的相对面积权，＊为每部流速仪的率定极限误差。

【技术特征摘要】
1.一种流速仪法流量测量数据准确度评定方法，用上位机收集下位机传递的数据，对此数据进行滤波、计算、评定、显示，由多个下位机分别完成数据采集和通讯，其特征是该方法依次按如下步骤进行①、测定流速仪的安装位置参数，②、采集流速仪测速数据，③、计算流量准确度fQS，其中计算流量准确度fQS中的数流速仪率定准确度fL以如下数理模型计算式中，Si为对应流速仪的相对面积权，为每部流速仪的率定极限误差。2.根据权利要求1所述的流速仪法流量测量数据准确度评定方法，其特征是所述的安装位置参数的测定，对于圆形测流断面，是指测流圆周(1)的测流半径(4、5、6)、测流臂(2)的数量M和测流断面半径R(7)；对于矩形或梯形测流断面，是指每条水平测臂的长度lk(13)和垂直测臂的高度hk(15)，每只流速仪到水平基准边壁的距离lk，i(12)，到垂直基准边壁距离hk，i(16)。3.根据权利要求l或2所述的流速仪法流量测量数据准确度评定方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙珞珈，
申请(专利权)人：湖北省电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：83[]