[发明专利]一种超声波流量计或燃气表流道设计系统及其方法

权利要求书

1.一种超声波流量计或燃气表流道设计系统，其特征在于，包括燃气表流道模型，所述燃气表流道模型包括换能器模型和管道模型，所述燃气表流道模型为依据预定换能器和预定管道所构建的被测燃气表流道的流道参数作为约束条件而构建的模型；所述流道参数包括顺程飞行时间、逆程飞行时间、声道长度、超声波在燃气中传播的速度、燃气的平均速度、入射角、流道截面积、瞬时流量和时间差值；

还包括针对所述燃气表流道模型构建有对应的瞬时流量计算模型，所述瞬时流量计算模型为以燃气的平均速度和所述流道截面积作为函数变量、以瞬时流量作为函数值所构建函数关系模型，当所述燃气的平均速度作为函数值时，所对应的函数变量包括所述时间差值；

调节模块，用于线性调节流道参数A和更换所述换能器模型型号；

分析模块，用于在约束所述瞬时流量计算模型中瞬时流量最小时，调用所述调节模块当前所修改设定的所述流道参数A，并配置于所述瞬时流量计算模型中，计算得到所述时间差值；

判断模块，用于根据所述时间差值与测量误差之间的关系得出所述测量误差，和用于判断是否满足精度等级要求；

提取模块，用于提取满足精度等级要求的所述流道参数A，所述流道参数A包括流道截面积、入射角和流道截面积的宽度。

2.根据权利要求1所述的超声波流量计或燃气表流道设计系统，其特征在于，所述流道截面积的形状包括圆形、三角形、矩形或多边形。

3.根据权利要求1所述的超声波流量计或燃气表流道设计系统，其特征在于，所述燃气的平均速度为：

所述瞬时流量模型为：

其中，t_down为超声波在燃气中顺程飞行时间，t_up为超声波在燃气中逆程飞行时间，L为声道长度，V_m为燃气的轴向平均速度，为入射角,S为流道截面积，q为瞬时流量，Δt为时间差值。

4.一种超声波流量计或燃气表流道设计方法，其特征在于，基于如权利要求1-3任一项所述的超声波流量计或燃气表流道设计系统，包括以下步骤：

S1：调用燃气表流道模型；

S2：以被测燃气表流道的流道参数为初始值，将该初始值配置于所述燃气表流道模型中作为所述燃气表流道模型的流道参数的初始值，并设定瞬时流量为最小流量；

S3：在设定所述瞬时流量为最小流量的条件下，调用调节模块并线性调节流道参数A、分析模块和判断模块，并调用提取模块提取满足精度等级要求的流道参数；

S4：将S3所获得的流道参数配置于所述被测燃气表流道，组成优化的被测燃气表流道。

5.根据权利要求4所述的超声波流量计或燃气表流道设计方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31：线性减少流道截面积，分析模块根据减少后的流道截面积计算对应的时间差值，判断模块判断流量测量误差是否满足精度要求，若满足，则提取所述流道截面积，若不满足，则执行步骤S32；

S32：线性减小入射角，分析模块根据减小后的入射角计算对应的时间差值，判断模块判断流量测量误差是否满足精度要求，若满足，则提取所述入射角，若不满足，则执行步骤S33；

S33：线性减少流道截面积的宽度，分析模块根据减少后的流道截面积的宽度计算对应的时间差值，判断模块判断流量测量误差是否满足精度要求，若满足，则提取所述流道截面积的宽度，若不满足，则执行步骤S34；

S34：同时线性减小入射角和流道截面积的宽度，分析模块根据减小后的入射角和流道截面积的宽度计算对应的时间差值，判断模块判断流量测量误差是否满足精度要求，若满足，则提取所述入射角和流道截面积的宽度，若不满足，则更换换能器型号并执行步骤S31。

6.根据权利要求5所述的超声波流量计或燃气表流道设计方法，其特征在于，步骤S31具体包括：

S311:当瞬时流量为最小流量时，线性减少流道截面积，并根据所述瞬时流量计算模型得出时间差值；

S312：根据所述时间差值判断流量测量误差是否满足精度等级要求，若满足，则提取所述流道截面积，若流道截面积取最小值时，流量测量精度不满足精度等级要求，则执行S32。