[go: up one dir, main page]

CN105403266B - 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法 - Google Patents

一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105403266B
CN105403266B CN201510942110.4A CN201510942110A CN105403266B CN 105403266 B CN105403266 B CN 105403266B CN 201510942110 A CN201510942110 A CN 201510942110A CN 105403266 B CN105403266 B CN 105403266B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal processing
processing unit
measurement
shunt
jet stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510942110.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105403266A (zh
Inventor
姚灵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Water Meter Group Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Water Meter Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Water Meter Co Ltd filed Critical Ningbo Water Meter Co Ltd
Priority to CN201510942110.4A priority Critical patent/CN105403266B/zh
Publication of CN105403266A publication Critical patent/CN105403266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105403266B publication Critical patent/CN105403266B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法，包括测量管，换能器及第一信号处理单元，测量管内的流体压力差发生机构处有分流式射流水流量传感器，该传感器连接有用于计量的第二信号处理单元，第一信号处理单元和第二信号处理单元之间通过比较电路相连接。同时还公开了一种校正方法，换能器及第一信号处理单元在进行计量的同时，将测量得到的值与分流式射流水流量传感器同步得到的值进行比较，如果两者差异大于设定值，则对换能器及第一信号处理单元在该流量段的校正值进行修正。与现有技术相比，本发明将分流式射流水流量传感器用作自动校正装置的标准流量传感器使用，使得换能器及其第一信号处理单元由于受各影响因素影响导致测量结果发生误差时可以自动校正。

Description

一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法
技术领域
本发明属于水表技术领域，尤其是涉及一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法。
背景技术
随着自来水在全世界范围内的普遍使用，用于计量用水量的水表是自来水普及过程中不可缺少的工具。 当前，大口径超声水表在封闭管道中的测量应用正在普及之中。
随着水计量使用时间推移，大口径超声水表某些参数会发生改变，导致其测量误差增加，测量准确度下降。如超声水表测量管的内径D会随水计量使用时间推移和供水质量不好发生结垢，导致其测量管内径变小、圆度误差增大；同时，由于测量管内壁结垢也会使得管道内壁相对粗糙度数值发生显著改变，影响校正结果；再则，任何超声水表都会有“时漂”和“温漂”现象存在，等等。这一切影响因素的叠加，会使校正合格的超声水表使用一段时间后，示值误差发生改变，甚至超出最大允许误差的范围。因为大部分用户都在常用流量值附近的大流量状态下用水，因此超声水表在常用流量值附近的测量是否准确可靠就会直接影响到供水和用水双方贸易结算的公平性和合理性。因此需要发明一种方法和装置，在超声水表使用一段时间后能自动对其测量结果进行校正，消除因为上述影响因素存在而造成的测量值超差。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种自动校正的大口径超声水表，该水表能够在超声水表使用一段时间后能自动对其测量结果进行校正，消除因为上述影响因素存在而造成的测量值超差。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种自动校正的大口径超声水表，包括测量管，所述测量管上对应设置有一组换能器，所述换能器连接有用于计量水流量的第一信号处理单元，所述测量管内具有流体压力差发生机构，在所述流体压力差发生机构处连接有分流式射流水流量传感器，该分流式射流水流量传感器连接有用于计量水流量的第二信号处理单元，所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元之间通过比较电路相连接。
本发明在超声水表中设置一种长期使用性能十分稳定可靠、对上述影响因素不敏感、制造成本比较低廉、具有管道自清洁功能、但流量测量范围相对较窄的“分流式射流水流量传感器及信号处理单元”，在常用流量值附近对超声水表测量值进行随时比对，并作示值校正。因为射流水流量传感器在大流量时的测量非常可靠，因此可以用作自动校正装置的标准流量传感器使用，使得换能器及其第一信号处理单元由于受各影响因素影响导致测量结果发生误差时可以自动校正。
具体的，上述第一信号处理单元包括与所述换能器相连接的转换开关，同时与所述转换开关相连接的发射电路及接收电路，以及同时连接所述发射电路与接收电路的信号处理电路，所述信号处理电路连接比较电路。
作为优选，上述流体压力差发生机构为通过缩径的方式使所述测量管形成窄缩段及扩大段，在所述窄缩段连接有分流式射流水流量传感器。本方案利用缩径产生的流体压力差来驱动射流水流量传感器的测量工作。
作为优选，上述分流式射流水流量传感器包括分流式射流水流量传感器本体以及高压区连接管和低压区连接管，所述高压区连接管连接所述窄缩段的进水端，所述低压区连接管连接所述窄缩段的出水端。
本发明同时还提供了一种自动校正的大口径超声水表的校正方法，其包括以下步骤：a、将所述分流式射流水流量传感器的流量测量范围设置在常用流量值附近；b、超声水表接入供水管道使用时，所述换能器对被测流量进行测量，当测量到被测体积流量处于所述分流式射流水流量传感器的流量测量范围时，所述换能器在进行水计量的同时，将测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器同步得到的体积流量值进行比较，如果两者差异大于设定值，则对所述换能器在该流量段的校正值k 1 进行修正，使所述换能器及第一信号处理单元测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器测量得到的体积流量值相同；c、所述换能器及第一信号处理单元的测量特性的校正采用分段关联校正法，即在常用流量值附近范围内设置校正系数k 1，其他流量测量范围分别设置校正系数k 2、k 3、···，且k 1 与k 2、k 3、···之间均具有相关性，当发现测量特性发生变化时，只要对k 1作出修正，就可自动对其它校正系数进行修正，从而实现对其他流量范围的测量结果的校正。
本方法将分流式射流水流量传感器作为流量校正标准器，实现了对超声水表换能器及第一信号处理单元测量的自动校正，并通过分段关联校正法实现了对全流量范围内的测量结果的校正。当然上述校正系数k 2、k 3、···需要针对不同结构的超声水表通过大量实验来确定，找到相互间的关系。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括：在接入供水管道使用前，对所述分流式射流水流量传感器的示值进行校正，使所述分流式射流水流量传感器在常用流量值附近的示值误差尽量接近于零、测量重复性达到水表最大允许误差绝对值的1/5 以内。
作为优选，上述第二信号处理单元在计算体积流量值时采用下述公式进行计算： ，式中，d — 与射流振荡腔体特征尺寸有关的参数；S— 射流振荡腔体进水喷射口截面积；Sr— 斯特劳哈尔（Strouhal）数；f — 射流振荡腔体内流体振荡频率；K 1、K 2 — 分别为射流振荡腔体调整系数和差压测量管调整系数；从而建立射流计量振荡腔体内的振荡频率f 与被测流量之间的对应关系。通过改变第二信号处理单元对水流量的计算方式，使得分流式射流水流量传感器适用于本发明水表的安装结构。
具体的说，上述公式由如下步骤获得：根据伯努利流体能量方程，有；，故可得，又由于是射流水流量传感器，有，故，从而， = ；式中，q v1、q v2、q v — 分别为流入射流振荡腔体的分流量、流入差压测量管低压区的分流量和测量管道内的总流量；ΔP — 测量管内高低压区的压力差；ρ— 被测流体密度。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明在超声水表中设置一种长期使用性能十分稳定可靠、对上述影响因素不敏感、制造成本比较低廉、具有管道自清洁功能、但流量测量范围相对较窄的“分流式射流水流量传感器及信号处理单元”，在常用流量值附近对超声水表测量值进行随时比对，并作示值校正。因为射流水流量传感器在大流量时的测量非常可靠，因此可以用作自动校正装置的标准流量传感器使用，使得换能器及其第一信号处理单元由于受各影响因素影响导致测量结果发生误差时可以自动校正。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为分流式射流水流量传感器工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：参见图1和图2所示，一种自动校正的大口径超声水表，包括测量管1，所述测量管1上对应设置有一组换能器2，所述换能器2连接有用于计量水流量的第一信号处理单元，所述测量管1内具有流体压力差发生机构，所述流体压力差发生机构为通过缩径的方式使所述测量管1形成窄缩段11及扩大段12，在所述窄缩段11连接有分流式射流水流量传感器3，所述分流式射流水流量传感器3包括分流式射流水流量传感器本体31以及高压区连接管32和低压区连接管33，所述高压区连接管32连接所述窄缩段11的进水端，所述低压区连接管33连接所述窄缩段11的出水端，该分流式射流水流量传感器3连接有用于计量水流量的第二信号处理单元4，所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元4之间通过比较电路5相连接。
其中，所述第一信号处理单元包括与所述换能器2相连接的转换开关61，同时与所述转换开关61相连接的发射电路62及接收电路63，以及同时连接所述发射电路62与接收电路63的信号处理电路64，所述信号处理电路64连接比较电路5。
一种自动校正的大口径超声水表的校正方法，包括以下步骤：a、在接入供水管道使用前，对所述分流式射流水流量传感器3的示值进行校正，使所述分流式射流水流量传感器3在常用流量值附近的示值误差尽量接近于零、测量重复性达到水表最大允许误差绝对值的1/5 以内b、将所述分流式射流水流量传感器3的流量测量范围设置在常用流量值附近；c、超声水表接入供水管道使用时，所述换能器2及第一信号处理单元对被测流量进行测量，当测量到被测体积流量处于所述分流式射流水流量传感器3的流量测量范围时，所述换能器2及第一信号处理单元在进行水计量的同时，将测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器3同步得到的体积流量值进行比较，如果两者差异大于设定值，则对所述换能器2在该流量段的校正值k 1 进行修正，使所述换能器2及第一信号处理单元测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器3测量得到的体积流量值相同；d、所述换能器2及第一信号处理单元的测量特性的校正采用分段关联校正法，即在常用流量值附近范围内设置校正系数k 1，其他流量测量范围分别设置校正系数k 2、k 3、···，且k 1 与k 2、k 3、···之间均具有相关性，当发现测量特性发生变化时，只要对k 1 作出修正，就可自动对其它校正系数进行修正，从而实现对其他流量范围的测量结果的校正。
其中，所述第二信号处理单元4在计算体积流量值时采用下述公式进行计算： ，式中，d — 与射流振荡腔体特征尺寸有关的参数；S— 射流振荡腔体进水喷射口截面积；Sr— 斯特劳哈尔（Strouhal）数；f — 射流振荡腔体内流体振荡频率；K 1、K 2— 分别为射流振荡腔体调整系数和差压测量管调整系数；从而建立射流计量振荡腔体内的振荡频率f 与被测流量之间的对应关系。
上述公式由如下步骤获得：由于；，故可得，又由于，故，从而， = ；式中，q v1、q v2 、q v — 分别为流入射流振荡腔体的分流量、流入差压测量管低压区的分流量和测量管道内的总流量；ΔP — 测量管内高低压区的压力差；ρ — 被测流体密度。

Claims (7)

1.一种自动校正的大口径超声水表，包括测量管(1)，所述测量管(1)上对应设置有一组换能器(2)，所述换能器(2)连接有用于计量水流量的第一信号处理单元，其特征在于：所述测量管(1)内具有流体压力差发生机构，在所述流体压力差发生机构处连接有分流式射流水流量传感器(3)，该分流式射流水流量传感器(3)连接有用于计量水流量的第二信号处理单元(4)，所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元(4)之间通过比较电路(5)相连接；其校正方法包括以下步骤：a、将所述分流式射流水流量传感器(3)的流量测量范围设置在常用流量值附近；b、超声水表接入供水管道使用时，所述换能器(2)及第一信号处理单元对被测流量进行测量，当测量到被测体积流量处于所述分流式射流水流量传感器(3)的流量测量范围时，所述换能器(2)及第一信号处理单元在进行水计量的同时，将测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器(3)同步得到的体积流量值进行比较，如果两者差异大于设定值，则对所述换能器(2)及第一信号处理单元在该流量段的校正值k1进行修正，使所述换能器(2)及第一信号处理单元的测量得到的体积流量值与所述分流式射流水流量传感器(3)测量得到的体积流量值相同；c、所述换能器(2)及第一信号处理单元的测量特性的校正采用分段关联校正法，即在常用流量值附近范围内设置校正系数k1，其他流量测量范围分别设置校正系数k2、k3、···，且k1与k2、k3、···之间均具有相关性，当发现测量特性发生变化时，只要对k1作出修正，就可自动对其它校正系数进行修正，从而实现对其他流量范围的测量结果的校正。
2.根据权利要求1所述的一种自动校正的大口径超声水表，其特征在于：所述第一信号处理单元包括与所述换能器(2)相连接的转换开关(61)，同时与所述转换开关(61)相连接的发射电路(62)及接收电路(63)，以及同时连接所述发射电路(62)与接收电路(63)的信号处理电路(64)，所述信号处理电路(64)连接比较电路(5)。
3.根据权利要求2所述的一种自动校正的大口径超声水表，其特征在于：所述流体压力差发生机构为通过缩径的方式使所述测量管(1)形成窄缩段(11)及扩大段(12)，在所述窄缩段(11)连接有分流式射流水流量传感器(3)。
4.根据权利要求3所述的一种自动校正的大口径超声水表，其特征在于：所述分流式射流水流量传感器(3)包括分流式射流水流量传感器本体(31)以及高压区连接管(32)和低压区连接管(33)，所述高压区连接管(32)连接所述窄缩段(11)的进水端，所述低压区连接管(33)连接所述窄缩段(11)的出水端。
5.根据权利要求1所述的一种自动校正的大口径超声水表，其特征在于：在接入供水管道使用前，对所述分流式射流水流量传感器(3)的示值进行校正，使所述分流式射流水流量传感器(3)在常用流量值附近的示值误差尽量接近于零、测量重复性达到水表最大允许误差绝对值的1/5以内。
6.根据权利要求5所述的自动校正的大口径超声水表，其特征在于：所述第二信号处理单元4在计算体积流量值时采用下述公式进行计算：
式中，qv—体积流量值；d—与射流振荡腔体特征尺寸有关的参数；S—射流振荡腔体进水喷射口截面积；Sr—斯特劳哈尔(Strouhal)数；f—射流振荡腔体内流体振荡频率；K1、K2—分别为射流振荡腔体调整系数和差压测量管调整系数；从而建立射流计量振荡腔体内的振荡频率f与被测流量之间的对应关系。
7.根据权利要求6所述的一种自动校正的大口径超声水表，其特征在于：所述公式由如下步骤获得：由于故可得又由于故从而，式中，qv1、qv2、qv—分别为流入射流振荡腔体的分流量、流入差压测量管低压区的分流量和测量管道内的总流量；ΔP—测量管内高低压区的压力差；ρ—被测流体密度。
CN201510942110.4A 2015-12-16 2015-12-16 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法 Active CN105403266B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510942110.4A CN105403266B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510942110.4A CN105403266B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105403266A CN105403266A (zh) 2016-03-16
CN105403266B true CN105403266B (zh) 2019-03-01

Family

ID=55468895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510942110.4A Active CN105403266B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105403266B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106706048B (zh) * 2016-12-19 2019-03-29 浙江大学 一种基于液面射流振荡的流量计装置
EP3388794B2 (de) * 2017-04-13 2022-03-09 SICK Engineering GmbH Messvorrichtung zum messen einer durchflussgeschwindigkeit eines fluids
CN109276136A (zh) * 2018-08-07 2019-01-29 北京云迹科技有限公司 水仓水量监控方法和装置
CN112179440A (zh) * 2020-10-12 2021-01-05 危文强 一种精准上传数据的智能水表及用水量记录上传方法
FR3118662A1 (fr) * 2021-01-04 2022-07-08 Sagemcom Energy & Telecom Sas Correction des mesures en fonction de l’orientation du compteur

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1358270A (zh) * 1999-06-24 2002-07-10 松下电器产业株式会社 流量计
CN101113922A (zh) * 2006-07-28 2008-01-30 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种医用呼吸力学模块中流量传感器校准方法
CN101952691A (zh) * 2008-03-07 2011-01-19 卡梅伦国际有限公司 用于在层流区、过渡区、湍流区中操作的装置和方法
CN202814511U (zh) * 2011-01-21 2013-03-20 丹尼尔测量和控制公司 流量计标定器和流量测量系统
CN103674146A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 上海迪纳声科技股份有限公司 一种基于超声流量计的质量流量计
CN104251724A (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 上海玮轩电子科技有限公司 流体流量测量装置
CN104303023A (zh) * 2012-05-17 2015-01-21 松下知识产权经营株式会社 流量测量装置
CN205246151U (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 宁波水表股份有限公司 一种自动校正的大口径超声水表

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2500788B2 (ja) * 1993-11-11 1996-05-29 日本電気株式会社 マスフロ―コントロ―ラ装置及びその校正方法
JP2001228004A (ja) * 2000-02-16 2001-08-24 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 熱式流量計

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1358270A (zh) * 1999-06-24 2002-07-10 松下电器产业株式会社 流量计
CN101113922A (zh) * 2006-07-28 2008-01-30 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种医用呼吸力学模块中流量传感器校准方法
CN101952691A (zh) * 2008-03-07 2011-01-19 卡梅伦国际有限公司 用于在层流区、过渡区、湍流区中操作的装置和方法
CN202814511U (zh) * 2011-01-21 2013-03-20 丹尼尔测量和控制公司 流量计标定器和流量测量系统
CN104303023A (zh) * 2012-05-17 2015-01-21 松下知识产权经营株式会社 流量测量装置
CN103674146A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 上海迪纳声科技股份有限公司 一种基于超声流量计的质量流量计
CN104251724A (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 上海玮轩电子科技有限公司 流体流量测量装置
CN205246151U (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 宁波水表股份有限公司 一种自动校正的大口径超声水表

Also Published As

Publication number Publication date
CN105403266A (zh) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105403266B (zh) 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法
CN100538307C (zh) 一种大流量气体管道均速管流量计风洞校验方法
CN106768103B (zh) 一种超声波流量计自动校准时间偏差的方法
CN207298000U (zh) 平衡阀
CN208672111U (zh) 一种标准表法便携式动态电磁流量计检定校准装置
CN105091959B (zh) 一种聚焦孔板流量计及其使用方法
CN104048808A (zh) 一种动态熵探针
CN205373831U (zh) 基于无线连接的液体流量计现场自动校准装置
EP1355132A2 (en) Adaptable fluid mass flow meter device
US11555721B2 (en) Flow meter including a combined ultrasonic flow sensing arrangement and a non-ultrasonic flow sensor arrangement for measuring wide range of flow rates
KR101178038B1 (ko) 이중 노즐을 이용한 차압식 질량유량계
CN205246151U (zh) 一种自动校正的大口径超声水表
CN207007487U (zh) 检测安全阀的开启压力的安全阀检测装置
CN112304396B (zh) 微小流量校准系统
CN109932026A (zh) 多流体校准
CN102645248B (zh) 一种自校正的热式-旋进旋涡组合式气体流量测量方法
CN103674146A (zh) 一种基于超声流量计的质量流量计
CN201034644Y (zh) 环形取压式v锥流量传感器
CN110608775B (zh) 一种孔板与热式流量计组合测量湿气流量的装置及方法
US7484425B2 (en) Fluid flow meter with a body having upstream and downstream conical portions and an intermediate cylindrical portion
CN207407969U (zh) 一种用于测量旋进漩涡流量计精度的气液混合装置
CN208567986U (zh) 一种流量计
Li et al. Mass flowrate measurement of wet steam using combined V-cone and vortex flowmeters
CN201138216Y (zh) 蒸汽导管汽流双向流动检测装置
CN109520595A (zh) 一种直接校正式大口径气体流量标准装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Hongxing Road Jiangbei District 315032 Zhejiang city of Ningbo province No. 355

Patentee after: Ningbo water meter (Group) Co.,Ltd.

Address before: Hongxing Road Jiangbei District 315032 Zhejiang city of Ningbo province No. 355

Patentee before: NINGBO WATER METER Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder