[发明专利]一种超声波水表校准水温的方法

说明书

本发明公开了一种超声波水表校准水温的方法，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；获取各不同温度下，上下游换能器超声波传输时间总和；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；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；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。本发明的有益效果是：无需增加温度传感器，通过超声波在水中传播速度受温度影响的特性，数据建模，温度校准，即可通过声速推导出实时温度，用于超声波流量计算的温度补偿。

技术领域

本发明涉及计量装置领域，具体涉及一种超声波水表校准水温的方法。

背景技术

超声波在水中传播速度受温度变化而变化，所以超声波水表做流量计算时需要做温度补偿。在超声波水表产品中，目前测量水温的方式是在水表管段中增加一个温度传感器，通过温度传感器采集水的实时温度。该方案需要在管段增加一个温度传感器的开孔，增大了漏水的风险和温度传感器的成本。

超声波水表采用两个换能器通过反射镜片，对向发送超声波信号，在流速的影响下，上游到下游的超声波声程需要的时间，与下游到上游的超声波声程时间存在差异。但不论静水还是流速状态下，对向传输超声波的时间总和是相对稳定的，并随着温度的变化，时间总和成规律性变化。根据这一特性，通过实验采集数据，建模运算，可达到根据时间总和反算出水温的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提出一种超声波水表校准水温的方法，实现超声波水表温度计算，以及批量校准温度。

本发明为实现其技术目的所采取的技术方案是：一种超声波水表校准水温的方法，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