及传热情况的仿真模拟，监视流量 计内部的流体温度和壁面温度的变化过程；
[0133] (4)将壁面温度响应度最高的点作为测温热敏电阻安装位置。
[0134] 进而测得温度T1，再经测量标定和仿真拟合获得所测温度T1与流体内部温度之间 的修正系数Τ'，利用该修正系数对所测温度T 1进行修正后，代入对应的该流体密度与温度 关系式，得到通过所测温度值!\对流体密度进行的修正补偿得到补偿后的四氧化二氮流体 密度P (T1)四氧化二氮。
[0135] P (T1)四氧化二氮=2174. 4-2. 489 X (?\+Τ 四氧化二氮）
[0136] 其中，Τ' 为四氧化二氮流体时，对所测温度T 1的修正系数，取值0. 28。
[0137] 其中，使用标定系数查找表确定Ici的步骤包括：
[0138] (1)将超声波流量计置入流量标定系统中；
[0139] (2)将超声波流量计流量测量范围以间隔10g/s分为h个标定点；
[0140] (3)设置流量标定系统流量为第i个标定点（i = 1，2，···)!)，分别记录流量标准 器数值和超声波流量计数值；
[0141] 对h个标定结果进行拟合插值，以0. lg/s的间隔换算成标定系数查找表，在计算 流体流量Q时，以不考虑标定系数k (或先令标定系数k = 1)而计算得到的流体流量Q'为 入口查找该表中对应的h，再利用该Ic1值计算考虑标定系数k的流体流量Q。
[0142] 本实施例经过综合各参数的多级动态补偿后，从而使流量测量精度达到0. 5%。
[0143] 发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1. 一种超声波流量计动态补偿方法，其特征在于包括测量时间动态周期补偿的步骤， 该步骤包括超声波顺流传播时间补偿和超声波逆流传播时间补偿，所述超声波顺流传播时 间补偿包括： (1) 将前一次测量的超声波顺流传播时间记为Tuppra; (2) 检测接收信号中超过一预触发阈值后连续三个过零点脉冲上升沿作为停止计时使 能信号，测得时间依次分别记为^^和巧； (3) 本次测量超声波顺流传播时间记作Tup，Tup的初始值取然后进行判断： 如果Tup大于Tuppra-tup且小于Tuppra+tup，则将本次测量超声波顺流传播时间Tup的取值 直接确定为〇其中tup为超声波顺流传播时间变化量的阈值； 否则进行Tup动态周期补偿，包括： 如果Tup小于Tuppra-tup，则计算第n次迭代的传播时间TupW，如果Tup大于Tuppra+tup，则计算第n次迭代的传播时间TupW，其中n表示迭代次数，为1，2, ..，当第n次迭代所得TupW满足大于Tup_-tup且小于 Tuppra+tU|^条件时，停止迭代并将本次测量超声波顺流传播时间Tup的取值确定为该TupW， 当第n次迭代所得TupW不满足大于Tuppra-tup且小于T_"+、的条件时，则令n增加1，重 新计算Tup(n); 所述超声波逆流传播时间补偿采用与所述超声波顺流传播时间补偿相同的方式进行 补偿。2. 如权利要求1所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于：所述超声波流量计 动态补偿方法还包括对流体密度进行补偿的步骤，包括： (1) 通过对超声波流量计测量管路液体进行温度场仿真，确定测温热敏电阻安装的位 置，测得管路温度T1; (2) 对所测温度值进行修正后，对流体密度进行修正补偿得到补偿后的流体密度 P 0\)〇3. 如权利要求2所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于： 所述流体为四氧化二氮，其流体密度修正补偿得到补偿后的P 为： P(Ti)四氧化二氮=2174. 4-2. 489X(I\+T四氧化二氮） 其中，T' 为四氧化二氮流体时，对所测温度的修正系数，取值0. 28。4. 如权利要求1-3中任一所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于：所述超声 波流量计动态补偿方法还包括对超声波逆流传播时间与超声波顺流传播时间的时间差进 行温度补偿的步骤，包括： (1) 测得线路盒内部温度T2; (2) 根据所述测得的线路盒内部温度T2，计算超声波逆流传播时间与超声波顺流传播 时间的时间差基准补偿量A(Td_-Tup) (T2): A(T；im" - Ti:p ){TZ) =0.0017 xT;+ 0,0163 x 7；- 4.3617 (3)利用该补偿量进一步获得温度补偿后的超声波逆流传播时间与超声波顺流传播时 间的时间差（Td_-Tup) (T2): (Td〇wn_TUp) (T2) = (Tdown-Tup)+A(Tdown-Tup) (T2) 其中，Tdmm为超声波逆流传播时间。5. 如权利要求1或2中任一所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于：所述超 声波流量计动态补偿方法还包括通过预先建立的标定系数查找表动态地查找标定系数的 步骤，包括：使用流量标准器对超声波流量计进行多量程段标定，并对标定结果进行拟合插 值，建立标定系数k的标定系数查找表，在计算流体流量时，动态地从该表中查找对应的k 值记作h。6. 如权利要求5所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于以0.lg/s为间隔建立 所述标定系数k的所述标定系数查找表。7. 如权利要求1或2所述的超声波流量计动态补偿方法，其特征在于：还包括流量计 算的步骤，所述流量计算的计算式为：其中，Q为动态补偿后的流量，P0\)为温度补偿后的流体密度，D为管路直径，h为计 算流体流量时从预先建立的标定系数查找表中查得的标定系数，L为管路长度，（Td_-Tup) (T2)为温度补偿后的超声波逆流传播时间与超声波顺流传播时间的时间差，Tup为超声波逆 流传播时间，Td_为超声波逆流传播时间，Ti为管路温度，T2为线路盒内部温度。8. -种超声波流量计多级动态补偿方法，其特征在于包括以下步骤： (1)测量超声波顺流传播时间Tup和超声波逆流传播时间Td_; ⑵检验Tup和Td_分别是否满足预设条件，若不满足则分别进行Tup动态周期补偿和Td_动态周期补偿； (3) 利用测量的线路盒内部温度进行超声波逆流传播时间与超声波顺流传播时间的时 间差温度补偿； (4) 测量管路温度； (5) 利用所测管路温度进行流体密度补偿； (6) 从预先建立的标定系数查找表中动态查找标定系数k1; (7) 计算多级动态补偿的流量。9. 如权利要求8所述的超声波流量计多级动态补偿方法，其特征在于所述预设条件包 括： Tup预设条件：Tup大于Tuppre-tup且小于Tuppre+tup Td。?预设条件：Tdmm大于Td_pra-td_且小于T downpre+1down 其中Tuppra为前一次测量的超声波顺流传播时间，tup为超声波顺流传播时间变化量的 阈值； Tdmm_为前一次测量的超声波逆流传播时间，td_为超声波逆流传播时间变化量的阈 值。10.如权利要求8或9所述的超声波流量计多级动态补偿方法，其特征在于所述Tup动 态周期补偿采用权利要求1中所述的Tup动态周期补偿，所述Td_动态周期补偿采用与所述 Tup动态周期补偿相同的方式进行补偿。
【专利摘要】本发明公开了一种超声波流量计动态补偿方法，包括测量时间动态周期补偿的步骤，进一步还包括对流体密度补偿的步骤，对超声波逆流传播时间与超声波顺流传播时间的时间差温度补偿的步骤，通过预先建立的标定系数查找表动态地查找标定系数的步骤以及多级动态补偿的流量计算的步骤；从而对阀门瞬间开关带来的水击效应或者管路中残存的气泡会引起超声传播时间测量有偏差的问题进行测量时间动态周期补偿；进一步的，对由温度引起的液体密度变化进行补偿；对处理线路盒内元器件温度变化影响的时间差基准进行温度补偿以及对非定值的标定系数建立查找表在流量计算时进行动态查找。
【IPC分类】G01F25/00, G01F15/02, G01F15/00, G01F1/66
【公开号】CN105091970
【申请号】CN201510484537
【发明人】李宗良, 于洋, 李湘宁, 王雪婷, 焦焱, 姜涛, 潘海林, 耿永兵, 梁军强, 张琰
【申请人】北京控制工程研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月7日