[发明专利]一种超声波水表校准水温的方法

权利要求书

1.一种超声波水表校准水温的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：首先在相同温度下，不同流速下，采集上下游换能器超声波传输时间，如公式(1)所示，

式中，t₁为上游到下游的时间，t₂为下游到上游的时间，L为超声波传输的声程长度，

Vs为超声波声速，Vw为水流流速；

步骤S2：通过公式(2)获取上下游换能器超声波传输时间总和，

步骤S3：在不同水温状态下，不同流速下，采集上下游超声波传输时间，如公式(1)所示，

步骤S4：通过公式(2)获取各不同温度下，上下游换能器超声波传输时间总和；

步骤S5：根据时间和与水温的对应关系找出时间和与水温变化的转折点，各转折点之间形成线性关系；

建立X轴为水温，Y轴为超声波时间和，a为水温起点，b为第一个温度拐点，c为第二个温度拐点，d为第三个温度拐点，e为水温终点；

建立C_a为a点的温度，C_b为b点的温度，C_c为c点的温度，C_d为d点的温度，C_e为e点的温度；

建立T_a为a点的时间和，T_b为b点的时间和，T_c为c点的时间和，T_d为d点的时间和，T_e为e点的时间和；

根据公式(3)，通过a、b、c、d、e五点的温度数据和时间数据，确定各温度拐点间的斜率。

S_ab：温度点C_a与温度点C_b之间的斜率

S_bc：温度点C_b与温度点C_c之间的斜率

S_cd：温度点C_c与温度点C_d之间的斜率

S_de：温度点C_d与温度点C_e之间的斜率步骤S6：通过斜率S_ab，建立C_a与C_b之间，由任意温度点根据时间和，计算温度的公式(4)：

C_x＝C_a+S_ab*(T_a-T_x)。 (4)

通过斜率S_bc，建立C_b与C_c之间，由任意温度点根据时间和，计算温度的公式(5)：C_x＝C_b+S_bc*(T_b-T_x)。 (5)

以此类推，根据该表自身的时间和与各温度点线性关系，通过线性公式计算出不同温度下的水温；

步骤S6：根据公式(6)，校准各表计时间和与模型的差异，进行时间和补偿；

由C_x＝C_b+S_bc*(T_b-T_x)得出

C_x＝20℃，C_b、S_bc为温度建模时的确定值，T_b为待校准表计的补偿值，

通过T_b及S_ab，计算出T_a，以此类推计算出T_c、T_d、T_e，将T值校准完毕。

2.根据权利要求1所述的超声波水表校准水温的方法，其特征在于：不同水温状态的采集范围为0～55℃。

3.根据权利要求1所述的超声波水表校准水温的方法，其特征在于：超声波在水中流速Vs大于1450m/s，水在水表中的流速Vw小于10m/s，通过上述公式以及公式(7)，得出对向传输超声波的时间总和是相对稳定的。