申请/专利权人：青岛鼎信通讯科技有限公司;青岛鼎信通讯股份有限公司;青岛鼎信通讯电力工程有限公司

申请日：2023-12-08

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117367527B

主分类号：G01F1/667

分类号：G01F1/667;G06F17/18;G01P5/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.01.26#实质审查的生效;2024.01.09#公开

摘要：本发明涉及超声水表流量测量技术领域，公开了一种能提高超声水表可靠性的计量方法，步骤如下：出厂前确定最佳中心工作频率；采集换能器接收信号，计算包络特征参数并进行最小二乘拟合得拟合公式；正式运行后采集水表数据，计算特征值；若前后两次值相对偏差大于最大允许误差的一半则计算包络特征参数；否则直接算流速。对比包络特征参数拟合值与计算值，进而执行后续流程。计算上下游超声波信号传播时间差，进而计算流速。本发明定义水表特征值，由特征值变化触发检测模式提取包络特征参数并自适应调整中心工作频率，解决换能器老化造成中心工作频率偏移后精度下降问题，无需投入额外人力和经济，提高了水表可靠性，实现水表运行周期内免校准。

主权项：1.一种能提高超声水表可靠性的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，超声水表出厂前，在静水或稳定流速下，通过扫频确定最佳中心工作频率；S2，设定最佳中心工作频率后，采集不同温度和流速下的超声水表的上下游换能器接收信号，计算包络特征参数，并对不同温度和流速下的包络特征参数进行最小二乘拟合，得拟合公式；S3，超声水表正式上电运行后采集超声水表数据，每采集一次数据就计算一次超声水表特征值V； 式中，λ为可调参数，与超声水表的设计有关，默认取值0.5，flow为当次测量，计算的累积流量值，flowmax为超声水表设计的最大累积流量值，SNR为根据上下游换能器接收信号计算的信噪比值，RDTemp为前后两次测量，计算温度值的相对偏差；S4，比较本次与前一次计算的超声水表特征值：若前后两次计算的超声水表特征值的相对偏差大于最大允许误差的二分之一，则由采集到的超声水表数据，计算包络特征参数；否则跳转至步骤S6；所述步骤S2、S4中包络特征参数包括包络频率freqE和包络相位phi；包络频率包络相位式中，用希尔伯特变换法或极大值法提取接收信号上包络，对接收信号上包络进行FFT运算，对运算结果取模，取模结果最大值对应的位置索引即为index；fs为采样率；N为信号上包络的数组长度；imag为FFT运算结果的虚部，real为FFT运算结果的实部；对不同温度和流速下的包络频率进行最小二乘拟合，得拟合公式freqE＝fv，Temp；对不同温度和流速下的包络相位进行最小二乘拟合，得拟合公式phi＝fv，Temp；式中v为计量流速，Temp为计量温度；S5，通过拟合公式，由当前温度和流速，得出包络特征参数的拟合值，与计算值对比：A，若包络特征参数的拟合值与计算值的相对偏差大于最大允许误差的二分之一且为静水环境，则执行以下步骤：A1，通过扫频重新设置最佳中心工作频率；A2，测量并计算一段时间的上下游超声波信号传播时间差；A3，将A2计算结果与S3中采集的上下游超声波信号传播时间差作差；A4，将作差结果作为下一次上下游超声波信号传播时间差计算的补偿值；B，若包络特征参数的拟合值与计算值的相对偏差大于最大允许误差的二分之一且非静水环境，则执行以下步骤：B1，等待非静水环境变为静水环境；B2，通过扫频重新设置最佳中心工作频率；B3，测量并计算一段时间的上下游超声波信号传播时间差；B4，将B3计算结果与S3中采集的上下游超声波信号传播时间差作差；B5，将作差结果作为下一次上下游超声波信号传播时间差计算的补偿值；C，否则跳转至步骤S6；S6，计算上下游超声波信号传播时间差，进而结合计量温度计算流速。

全文数据：

权利要求：

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