CN111380598A - 一种超声波流量计标定装置及其标定方法 - Google Patents

Abstract

一种超声波流量计标定装置及其标定方法，包括用于提供稳定出水压力的稳压水罐、一端与稳压水罐连接的输水管以及用于支撑待标定超声波流量计的多个排水管，多个排水管的横截面形状不同，输水管包括一端与稳压水罐连接的输水总管以及分别与各排水管相连的多个分支管，各分支管与输水总管连接，输水总管上安装有用于检测输水总管内水流量的标准流量计以及用于调节输水总管内水流量的流量调节阀，各分支管上分别安装有控制该分支管通断的控制阀。本申请提供的超声波流量计标定装置及其标定方法，采用不同横截面的排水管，减小了不同排水管上待标定超声波流量计标定时的差异，减小了不同待超声波流量计标定后流量检测的误差。

Description

一种超声波流量计标定装置及其标定方法

技术领域

本申请属于流量计技术领域，更具体地说，是涉及一种超声波流量计标定装置及其标定方法。

背景技术

在城市建设中，排水管网的建设尤为重要，若排水管网设计不合理，则会造成城市排水效率低，易导致城市内涝。而在设计排水管渠时，需要考虑其排水流量，通常情况下会预留一定的排水余量，这使得排水管渠中的水通常处于非满管状态。

为了准确测量排水管渠中的排水流量，需要安装相应的超声波流量计。在超声波流量计生产时，需要在超声波流量计内植入相应的基准函数，将超声波流量计的信号值转变为对应的流量值；在超声波流量计安装时，根据实际安装管渠的流量值对超声波流量计内的基准函数进行标定。但由于实际的应用管渠的横截面形状等存在一定的差异，现有的标定方法中基准函数在应用到不同管渠上时，基准函数和实际流量值与待标定超声波流量计的信号值的规律可能不一致，进而导致不同管渠上的待标定超声波流量计的标定存在较大差异，且标定的误差较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种超声波流量计标定装置，包括但不限于解决现有技术中的超声波流量计标定方法对不同管渠上的待标定超声波流量计进行标定时，标定存在较大差异，且标定的误差大的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种超声波流量计标定装置，其特征在于：包括用于提供稳定出水压力的稳压水罐、一端与所述稳压水罐连接的输水管以及用于支撑待标定超声波流量计的多个排水管，多个所述排水管的横截面形状不同，所述输水管包括一端与所述稳压水罐连接的输水总管以及分别与各所述排水管相连的多个分支管，各所述分支管与所述输水总管连接，所述输水总管上安装有用于检测所述输水总管内水流量的标准流量计以及用于调节所述输水总管内水流量的流量调节阀，各所述分支管上分别安装有控制该分支管通断的控制阀。

进一步地，所述稳压水罐的底部设有液位传感器。

进一步地，所述稳压水罐上连接有补水管，所述补水管上安装有液位调节阀。

进一步地，所述超声波流量计标定装置还包括用于将各所述排水管的排水输送至所述稳压水罐的回水组件。

进一步地，所述回水组件包括用于收集各所述排水管排水的收集槽、连接所述收集槽与所述稳压水罐的回水管以及安装于所述回水管上的回流泵。

进一步地，所述回流泵为变频泵。

本申请还提供一种超声波流量计标定方法，采用上述任一实施例所述的超声波流量计标定装置对所述待标定超声波流量计进行标定，所述超声波流量计标定方法包括以下步骤：

S1、在各所述排水管上安装所述待标定超声波流量计；

S2、控制所述输水总管中的水流依次经由各所述排水管流出，并且在水流流经各所述排水管时，控制所述输水总管的水流量，则可以得到各所述排水管的多组流量值(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})，其中Q_{raw_value}为所述待标定超声波流量计的流量值，Q_{stan._value}为所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值；

S3、根据步骤S2中的多组Q_{raw_value}及Q_{stan._value}的值进行曲线拟合，得到待标定超声波流量计的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S4、将基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})植入各待标定超声波流量计。

进一步地，在步骤S4之后还包括：

S5、选定与待标定超声波流量计应用管道横截面相近的所述排水管，在该排水管上安装所述待标定超声波流量计；

S6、控制所述输水总管中的水流由该排水管排出，并控制所述输水总管内水流量，以获取该待标定超声波流量计的多个流量值Q_{raw_value_i}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value_i}；

S7、根据步骤S6中的各组Q_{raw_value_i}及Q_{stan._value_i}的值，对基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})中的系数进行补偿，以获得该待标定超声波流量计的校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S8、将该待标定超声波流量计中的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})修正为校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})。

进一步地，在步骤S2中还包括：控制所述输水总管内水流量，调节所述稳压水罐内水压，使所述稳压水罐内水压稳定；在该排水管内水流压力和流量稳定之后，获取该排水管的所述待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value_i}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value_i}。

进一步地，在步骤S2中还包括：获取的所述待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value}为由该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量q_raw.计算的平均水流量值；获取的标准流量值Q_{stan._value}为由标准流量计在时间Δt内的累积流量q_stan计算的平均水流量值。

本申请提供的超声波流量计标定装置及其标定方法，采用稳压水罐提供稳定的输水压力，从而能够在各排水管中获得稳定的水流；采用不同横截面的排水管，能够得到不同横截面排水管的非满流数据，进而计算出适应多种不同横截面排水管的基准函数，从而实现对待标定超声波流量计的基准函数设定，使得待标定超声波流量计内的基准函数能够适用不同横截面排水管，减小了不同排水管上待标定超声波流量计标定时的差异，减小了不同待超声波流量计标定后流量检测的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的超声波流量计标定装置的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的超声波流量计标定装置的结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的超声波流量计标定装置的结构示意图；

图4为本申请实施例一中水流的示意图。

其中，图中各附图标记：

11—稳压水罐、21—输水管、21a—输水总管、21b—分支管、23—标准流量计、24—流量调节阀、25—控制阀、31—排水管、32—待标定超声波流量计、41—补水管、42—液位调节阀、51—收集槽、52—回水管、53—回流泵。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请一并参阅图1至图4，现对本申请提供的超声波流量计标定装置进行说明。所述超声波流量计标定装置，包括稳压水罐11、输水管21和多个排水管31。输水管21的一端与稳压水罐11连接，输水管21的另一端与各排水管31连接；稳压水罐11向输水管21中提供稳定压力的水流，水流经输水管21流送至任一排水管31。输水管21包括输水总管21a和多个分支管21b，输水总管21a的一端与稳压水罐11连接，各分支管21b分别与各排水管31相连，各分支管21b与输水总管21a连接。输水总管21a上安装有标准流量计23和流量调节阀24，标准流量计23用于检测输水总管21a中的流量，流量调节阀24用于调节输水总管21a中水流流量。各分支管21b上分别安装有控制阀25，控制阀25用于控制该分支管21b通断，各排水管31上均可支撑待标定超声波流量计32安装。其中，各待标定超声波流量计32型号相同。采用稳压水罐11能够为输水总管21a提供稳定的输水压力，从而能够在各排水管31中获得稳定的水流；采用不同横截面的排水管31，能够得到不同横截面排水管31在稳定水流下的非满流数据，对得到的不同横截面排水管31的多组数据进行曲线拟合后，能够得出标准流量与待标定超声波流量计32显示值之间的基准函数。由于该基准函数采用的是不同横截面排水管31获得的数据，其基准函数具有更广的适应性，即该基准函数的待标定超声波流量计用于不同横截面形状的排水管之后，虽然与该排水管的真实流量存在一定的差异，但是其显示值能够保持与各种横截面排水管的真实流量规律一致。采用不同横截面排水管31进行标定获得基准函数能够减小基准函数相对于不同横截面排水管31之间的差异，在对基准函数的系数进行标定时，能够减小由于基准函数差异带来的误差，继而减小标定的误差，提高待标定超声波流量计32标定后检测的准确性。

比如，在对一个排水管31中取得的三组数据进行曲线拟合时，采用指数关系、线性关系、对数关系或多项式关系等，能够得到不同的函数关系，其中必然能够得到满足三组数据的三项式函数；当刚好三组数据呈线性关系时，就存在至少两个能够完全拟合这三组数据的函数。而在两个不同排水管31取得的六组数据进行拟合时，假定两个排水管31的三组数据中的标准流量值分别相等，但其两组数据中对应的显示值却可能会存在较大的差异，这时，任一排水管31的三组数据曲线拟合得到的函数均与另一排水管31曲线拟合得到的函数存在较大的差异，使得当待标定超声波流量计32采用第一种排水管31数据曲线拟合得到的基准函数，安装在第二种排水管31上时，其误差要极大，甚至会导致无法通过第二种排水管得到的数据来校准该超声波流量计，以缩小这种误差。造成这种差异的因素主要是排水管横截面形状的不同。当采用六组数据进行曲线拟合得到的函数虽然相关系数要小于在任意排水管31得到三组数据曲线拟合得到函数的相关系数，但是该函数相对于六组数据的相关系数却要比任一排水管31上三组数据拟合的函数相对六组数据的相关系数大，即其能够使得各种排水管31数据的均与得到的函数较为接近。可以将该函数作为待标定超声波流量计32的基准函数，在待标定超声波流量计32安装到具体的排水管31上时，可以通过该排水管31获得的数据，进一步对该超声波流量计32进行校准，由于获得的数据与基准函数的曲线较为接近，便于将基准函数校准为适合该排水管31的标定函数。这样就避免了现有标定方法中使用单一形状横截面排水管得到的基准方程差异性的问题。

进一步地，排水管31包括横截面呈梯形的梯形排水管31。梯形是管渠常用的横截面形状，采用梯形横截面的排水管31，能够对应常见梯形横截面管渠，减小对安装在梯形横截面管渠上的超声波流量计的标定误差。

进一步地，排水管31包括横截面呈圆形的圆形排水管31，圆管是管渠常用的横截面形状，采用圆形横截面的排水管31，能够对应常见圆形横截面管渠，减小对安装在圆形横截面管渠上的超声波流量计的标定误差。

更进一步地，排水管31包括横截面呈梯形的梯形排水管31和横截面呈圆形的圆形排水管31。这样既能够满足常见横截面形状管渠的标定，也能够适用与两种管渠横截面形状相似的管渠上超声波流量计的标定横截面。如，底部水平，两侧呈抛物面形或圆弧形面等形状的管渠。

进一步地，稳压水罐11底部设有液位传感器，设置液位传感器便于控制稳压水罐11内的液位，避免由于稳压水罐11内液位波动对输水总管21a内的水流产生冲击，造成水流压力和流量的波动。

进一步地，稳压水罐11上连接有补水管41，补水管41可向稳压水罐11中补充水量，以控制稳压水罐11与输水管21连接位置压力的稳定。补水管41上安装有液位调节阀42，用于调节补水管41向稳压水罐11注入的水量。这样能够控制在标定过程中的水压，使得待测超声波流量计和标准流量计23能处于相同的压力下，避免压力波动对待标定超声波流量计32的原始流量值和标准流量计23检测的标准流量值产生干扰，影响标定结果的准确性。另一方面，补水管41可以在稳压水罐11中无水或者缺水时，向其内部补充水量。

进一步地，超声波流量计标定装置还包括回水组件，回水组件用于将各排水管31的排水输送至稳压水罐11。这样能够实现超声波流量计标定装置内水的循环利用。而且，在回水组件与补水管41相互配合时，可以减小补水管的大小，以便精确控制稳压水罐11的补水量，实现对稳压水罐11内液位的微调；通过回水组件使得整个超声波流量计标定装置中的水流较为稳定。

进一步地，请一并参阅图2、图3及图4，作为本申请实施例提供的超声波流量计标定装置的一种具体实施方式，回水组件包括收集槽51、回水管52和回流泵53。收集槽51用于收集各排水管31的排水，回水管52连接收集槽51与稳压水罐11，回流泵53安装在回水管52上，用于将收集槽51中的水输送至稳压水罐11。收集槽51在收集排水管31内的排水时，还能够将水流中的脉冲消除，避免水流中的脉冲对回水管52中水流产生冲击，影响稳压水罐11内的稳定性。

具体地，稳压水罐11可以是密封罐，在密封罐顶部连接有压缩空气气管和排气管，向稳压水罐11的顶部通入压缩空气；在稳压水罐11的顶部设置压力传感器，根据稳压水罐11的压力值向稳压水罐11顶部通入压缩空气，或者释放压缩空气，使稳压水罐11的出水水压保持稳定；通过回流泵53和补水管41的液位调节阀42维持稳压水罐11内液位的稳定。采用压缩空气一方面能够消除水流进入稳压水罐11时对其内部水压造成的冲击，减小其内部水压和水流的波动；另一方面采用压缩空气，可以根据需要调节稳压水罐11的压力，有利于减小稳压水罐11的体积。

当然地，稳压水罐11也可采用顶部开口的溢流罐，通过溢流使稳压水罐11内部的液位和压力保持稳定。

具体地，回流泵53为变频泵，采用变频泵能够调节回流水的流量，使的水流在回流罐与稳压水罐11之间保持稳定循环。

优选地，各排水管31采用混凝土材质。这样能确保排水管31与实际安装管渠的材质基本一致，避免待标定超声波流量计32安装后，由于管渠材质造成的误差。

本申请还提供一种超声波流量计标定方法，采用上述任一实施例所述的超声波流量计标定装置对待标定超声波流量计进行标定，该标定方法包括以下步骤：

S1、在各排水管上安装待标定超声波流量计；

S2、控制所述输水总管中的水流依次经由各所述排水管流出，并且在水流流经各所述排水管时，控制所述输水总管的水流量，则可以得到各所述排水管的多组流量值(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})，其中Q_{raw_value}为所述待标定超声波流量计的流量值(检测信号值)，Q_{stan._value}为所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值；

S3、根据步骤S2中的多组Q_{raw_value}及Q_{stan._value}的值进行曲线拟合，得到待标定超声波流量计的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S4、将基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})植入各待标定超声波流量计。

采用多个不同横截面的排水管31，能够获得各不同横截面排水管31的待标定超声波流量计32的多组流量值Q_{raw_value}和与之对应的标准流量值Q_{stan._value}。在进行曲线拟合时，得到的基准函数能够适应更多不同形状横截面排水管31的流量测定。这里的基准函数是在超声波流量计生产时即可植入超声波流量计中，使得该超声波流量计在安装到具体应用管渠时，能够进一步根据管渠上的流量数据和该超声波流量计的检测数值来进一步标定该超声波流量计中基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})的系数，进而减小超声波流量计的误差。由于该超声波流量计标定方法采用的基准方程来源于对不同排水管的曲线拟合，这样避免了该超声波流量计受到单一排水管深度与流速差异的影响，使得基准方程在运用到其它形状横截面的排水管时误差过大，进而导致即使通过应用管渠上实际流量进行校准，也无法修正该基准函数带来的误差。

可选地，在步骤S3中，可以是采用

得到待标定超声波流量计的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})的系数k₀、k₁和k₂。当然地，在本申请的其它实施例中，也可以是采用其它方式进行拟合，如利用公式Q_{stan._value_i}＝k₀+k₁ln(Q_{raw_value_i})+k₂ln²(Q_{raw_value_i})来求解各系数。

进一步地，在步骤S4之后还包括：

S5、选定与待标定超声波流量计应用管道横截面相近的所述排水管，在该排水管上安装所述待标定超声波流量计；

S6、控制所述输水总管中的水流由该排水管排出，并控制所述输水总管内水流量，以获取该待标定超声波流量计的多个流量值Q_{raw_value_i}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value_i}；

S7、根据步骤S6中的各组Q_{raw_value_i}及Q_{stan._value_i}的值，对基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})中的系数进行补偿，以获得该待标定超声波流量计的校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S8、将该待标定超声波流量计中的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})修正为校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})。

在上述步骤S5-S8中，通过选定与待标定超声波流量计应用管道横截面相似的排水管，将待标定超声波流量计安装在该排水管上，来模拟待标定超声波流量计的实际安装管道。通过在该排水管上获取的多组(Q_{raw_value_i}，Q_{stan._value_i})，来对步骤S4中植入超声波流量计中的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})的系数进一步标定，进而减小该待标定超声波流量计的显示值与真实值之间的误差。其中，Q_{raw_value_i}表示选定排水管上待标定超声波流量计的流量值，Q_{stan._value_i}表示标准流量计对应的标准流量值，这里的对应是同一时刻(或同一段时间内)标准流量计的标准流量值和选定排水管上待标定超声波流量计的流量值。在基准函数的系数标定完毕后，将待标定超声波流量计中的基准函数修正为该校准函数，即可将该待标定超声波流量计安装在应用管道上，对应用管道进行内的流量进行检测。这样能够避免由于非满管管渠流量不易测量，导致待标定超声波流量计安装后无法获取非满管管渠中准确的流量值，无法对安装后的超声波流量计进行标定。

可选地，在步骤S8中，可以是在流量计实际使用时，在实际表头或上位机中将流量计制造时设定的基准函数校准为校准函数。实际表头或上位机显示流量f_cal.(Q_{raw_value})可以是与基准函数计算的流量值f_base(Q_{raw_value})呈线性关系，如f_cal.(Q_{raw_value})＝γ*f_base(Q_{raw_value})等。当然地，在本申请的其它实施例中，也可以是采用其它线性方程对基准函数进行校准，如f_cal.(Q_{raw_value})＝γ*f_base(μQ_{raw_value}+τ)。其中，在流量计检测到信号值Q_{raw_value}，f_base(Q_{raw_value})为由f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})函数计算得到的Q_{stan._value}值(既可以是作为表头内部的计算值，也可以是作为表头或上位机的显示值)，f_cal.(Q_{raw_value})为由f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})函数计算得到的Q_{stan._value}值(即表头或上位机的显示值)，γ、μ和τ为校正系数。

另一方面，在超声波流量计生产过程中，不同超声波流量计的电子元件及超声换能器之间的差异性，也会使得每台超声波流量计的仪表系数ξ不完全相同。但是，在步骤S1-S4中，通过多个不同横截面管道上安装多个待标定超声波流量计，能够使得减小单个超声波流量计对标定数据的影响，通过多组数据之间的曲线拟合，继而使得仪表系数趋向于平均化，即：

其中：ξ_i表示各排水管上待安装超声波流量计的仪表系数，N表示检测次数(即，所有排水管上的超声波流量计测定次数的总和)，ξ即为平均化的仪表系数。而在步骤S5-S8中，则通过对一个待标定超声波流量计的基准函数的校准，得到与真实流量相近的校准函数，通过对基准函数中系数的补偿，实现了对该待标定超声波流量计仪表系数由平均值ξ补偿成ξ_i。虽然对于单个超声波流量计而言，采用了两次标定(一次得到基准方程，一次对基准方程的系数进行标定)，但是其通过对基准方程系数的标定，减小了直接设定基准函数，使用应用管渠数据标定基准函数系数而带来的基准函数偏差过大无法拟合的弊端。

对于已知横截面和材质的排水管，水断面面积A仅与水深h，水流量Q仅与流速v(平均速度)和水深h相关(即Q＝v*A)，即各排水管中的

瞬时水流量：Q_i＝f(v，h)，其中，当水深h稳定时，流速v为定值；

积累流量：

其中，Δt_i表示一个时间段，Q_i表示该段时间Δt_i内的平均水流量(当Δt_i极短时，可以认为对应的Q_i即为瞬时流量)。

在步骤S2中还包括：控制所述输水总管内水流量，调节所述稳压水罐内水压，使所述稳压水罐内水压稳定；在该排水管内水流压力和流量稳定之后，获取该排水管的所述待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value}。控制水流压力和流量稳定后再获取数据，能够确保数值的稳定可靠。当然地，在步骤S6中也可采用相同的方法，确保获取数据的稳定可靠。

在排水管内水流量调节至稳定(在一个相对较小的幅度内波动)时，可以通过一段时间

内的积累流量q来计算该段时间内的平均水流量，以减小由于水流波动或者超声波流量计波动带来的误差。即，在获取待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value_i}(或Q_{raw_value})和标准流量值Q_{stan._value_i}(或Q_{stan._value})时，采用待标定超声波流量计一段稳定时间内的平均水流量值、以及标准流量计一段时间内的平均水流量值，可以减小由于瞬时波动误差对基准函数校准产生的影响。

在步骤S2中还包括：获取的待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value}为由该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量q_raw.计算的平均水流量值，获取的标准流量值Q_{stan._value}为由标准流量计在时间Δt内的累积流量q_stan计算的平均水流量值。即，Q_{raw_value}＝q_raw./Δt，Q_{stan._value}＝q_stan./Δt，其中，q_raw.表示该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量，q_stan.表示标准流量计在时间Δt内对应的累积流量。采用平均水流量值进行曲线拟合，能够减小待标定流量计、标准流量计和水流的瞬时波动对基准函数准确性的影响。

在步骤S6中还包括：获取的待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value_i}为由该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量q_{raw._i}计算的平均水流量值，获取的标准流量值Q_stan._{value_i}为由标准流量计在时间Δt内的累积流量q_{stan_i}计算的平均水流量值。即，Q_{raw_value_i}＝q_{raw._i}/Δt，Q_{stan._value_i}＝q_{stan._i}/Δt，其中，q_{raw._i}表示该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量，q_{stan._i}表示标准流量计在时间Δt内对应的累积流量。采用平均水流量值进行曲线拟合，能够减小待标定流量计、标准流量计和水流的瞬时波动对基准函数准确性的影响。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波流量计标定装置，其特征在于：包括用于提供稳定出水压力的稳压水罐、一端与所述稳压水罐连接的输水管以及用于支撑待标定超声波流量计的多个排水管，多个所述排水管的横截面形状不同，所述输水管包括一端与所述稳压水罐连接的输水总管以及分别与各所述排水管相连的多个分支管，各所述分支管与所述输水总管连接，所述输水总管上安装有用于检测所述输水总管内水流量的标准流量计以及用于调节所述输水总管内水流量的流量调节阀，各所述分支管上分别安装有控制该分支管通断的控制阀。

2.根据权利要求1所述的超声波流量计标定装置，其特征在于：所述稳压水罐的底部设有液位传感器。

3.根据权利要求1所述的超声波流量计标定装置，其特征在于：所述稳压水罐上连接有补水管，所述补水管上安装有液位调节阀。

4.根据权利要求1所述的超声波流量计标定装置，其特征在于：所述超声波流量计标定装置还包括用于将各所述排水管的排水输送至所述稳压水罐的回水组件。

5.根据权利要求4所述的超声波流量计标定装置，其特征在于：所述回水组件包括用于收集各所述排水管排水的收集槽、连接所述收集槽与所述稳压水罐的回水管以及安装于所述回水管上的回流泵。

6.根据权利要求5所述的超声波流量计标定装置，其特征在于：所述回流泵为变频泵。

7.一种超声波流量计标定方法，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述的超声波流量计标定装置对所述待标定超声波流量计进行标定，所述超声波流量计标定方法包括以下步骤：

S1、在各所述排水管上安装所述待标定超声波流量计；

S2、控制所述输水总管中的水流依次经由各所述排水管流出，并且在水流流经各所述排水管时，控制所述输水总管的水流量，则可以得到各所述排水管的多组流量值(Q_{raw_value}，Q_{stan_value})，其中Q_{raw_value}为所述待标定超声波流量计的流量值，Q_{stan._value}为所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值；

S3、根据步骤S2中的多组Q_{raw_value}及Q_{stan._value}的值进行曲线拟合，得到待标定超声波流量计的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S4、将基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})植入各待标定超声波流量计。

8.根据权利要求7所述的超声波流量计标定方法，其特征在于：在步骤S4之后还包括：

S5、选定与待标定超声波流量计应用管道横截面相近的所述排水管，在该排水管上安装所述待标定超声波流量计；

S6、控制所述输水总管中的水流由该排水管排出，并控制所述输水总管内水流量，以获取该待标定超声波流量计的多个流量值Q_{raw_value_i}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value_i}；

S7、根据步骤S6中的各组Q_{raw_value_i}及Q_{stan._value_i}的值，对基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})中的系数进行补偿，以获得该待标定超声波流量计的校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})；

S8、将该待标定超声波流量计中的基准函数f_base(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})修正为校准函数f_cal.(Q_{raw_value}，Q_{stan._value})。

9.根据权利要求7所述的超声波流量计标定方法，其特征在于：在步骤S2中还包括：控制所述输水总管内水流量，调节所述稳压水罐内水压，使所述稳压水罐内水压稳定；在该排水管内水流压力和流量稳定之后，获取该排水管的所述待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value}、以及所述输水总管上标准流量计对应的标准流量值Q_{stan._value}。

10.根据权利要求7所述的超声波流量计标定方法，其特征在于：在步骤S2中还包括：获取的所述待标定超声波流量计的流量值Q_{raw_value}为由该待标定超声波流量计在时间Δt内的累积流量q_raw.计算的平均水流量值；获取的标准流量值Q_{stan._value}为由标准流量计在时间Δt内的累积流量q_stan计算的平均水流量值。

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