超声波水表采样频率的控制方法与流程

1.本发明涉及超声波水表技术领域，具体而言是一种超声波水表采样频率的控制方法。


背景技术：

2.目前在水表行业，电池寿命作为水表的重要参数，同时电池也是高成本元件，若在增加电池容量的方案下，水表产品的成本会大幅度提高，若电池容量不足以维持电池寿命或水表示值误差等核心技术参数，容易产生一些不必要的售后问题，因此一种超声波水表智能的动态功耗管理可以在满足性能的情况下，大幅度增加电池寿命，从而较大程度上解决技术参数，以及电池成本之间的矛盾关系。
3.目前市场上大部分的产品以用户模式和检定模式的区分，来做到一个水表的静态功耗管理，当在用户模式下，降低水表的采样频率，用精度的牺牲换取电池寿命的延续，而当在检定模式下，提高采样频率，通过提高功耗的方案来得到一个较高的水表精度。其缺点如下：
4.1、在用户模式下精度大大不如检定模式，测量精度低；
5.2、若用户不慎进入检定模式，在极大的功耗下，容易产生电池的消耗，减少电池寿命；
6.3、在水表内流体静止的情况下仍然保持原有采用频率，做无谓的电池消耗；
7.4、水表在出厂过程中由于铅封和防水的限制，水表处于密封状态，这样需要将电池提前上电，水表在这种状态下还是保持原有的采样频率，这样也消耗一些额外的电池寿命。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种超声波水表采样频率的控制方法，保证测量精度的同时，降低电池消耗。
9.本发明所采用的技术方案：一种超声波水表采样频率的控制方法，根据雷诺系数公式re＝ρvd/μ计算出当前雷诺数值，式中，ρ为流体的密度，v为流体的流速，d为超声波水表管段的当量直径，μ为流体的粘性系数，re为雷诺数值；
10.当雷诺数值re大于或等于3000时，控制采样频率为2次/秒；
11.当雷诺数值re小于3000时，循环记录得到的雷诺数值re，在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量不超过2％，控制采样频率为2次/秒；在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量超过2％，控制采样频率为8次/秒。
12.优选的，所述控制方法还包括：
13.当雷诺数值re小于50时，控制采样频率为1次/秒。
14.优选的，所述控制方法还包括：
15.根据保存在水表内的历史用水数据，依据任意连续24小时的用水数据判断出用水
量为零的时间段，控制该时间段内的采样频率为2秒一次。
16.优选的，水表内保存的历史用水数据为最新的连续14天的24小时用水数据。
17.本发明的有益效果是：
18.1、根据雷诺数值re来判断理论流场的稳定性，将外界温度对于流体的影响也考虑进来，大大提高了理论流场稳定性的判断精度，为采样频率的控制提供了更为精准的依据。
19.2、根据理论流场的稳定性调整采样频率，保证测量精度的同时，减少更多不必要的电能消耗，降低电池消耗，从而降低使用成本。
附图说明
20.图1为本发明超声波水表采样频率的控制方法流程图。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
22.如图1所示，本实施例一种超声波水表采样频率的控制方法，包括：
23.判断超声波水表内是否存储有合法的历史功耗策略，若是，则依据历史功耗策略中稳定流场和不稳定流场的判断标准(根据雷诺数值进行判断)进行当前流场的稳定性判断，并依据历史采样频率进行采样；若否，则以默认采样频率(空管状态下采样频率为4秒一次，稳定流体区间采样频率为2次/秒，不稳定流体区间采样频率为8次/秒)进行采样；图中，历史流场数据包括历史功耗策略，如历史稳定流场和不稳定流场的判断标准、历史采样频率等；默认流场数据包括默认功耗策略，如默认稳定流场和不稳定流场的判断标准、默认采样频率等；
24.获取超声波水表管段内流体状态，判断当前是否为空管状态，若是，则控制采样频率为4秒一次，一直保持到管内满管，以降低电池使用率；若否，则通过对超声波表内流场的稳定情况，区分稳定流体区间和不稳定流体区间，若为稳定流体区间，控制采样频率设定在2次/秒，若为不稳定流体区间采样频率设定在8次/秒，具体的：
25.经过大规模数据采样分析流体在管段内的理论流场，结合温度对管壁的运动粘度，管壁口径，流体密度，以及在管段内的流速，根据雷诺系数公式re＝ρvd/μ计算出当前雷诺数值，式中，ρ为流体的密度，v为流体的流速，d为超声波水表管段的当量直径，μ为流体的粘性系数(运动粘度)，re为雷诺数值；
26.当雷诺数值re大于或等于3000时，流场稳定性高，是稳定流体区间，处于流量稳定状态，控制采样频率为2次/秒；
27.当雷诺数值re小于3000时，循环记录得到的雷诺数值re，在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量不超过2％，认为是稳定流体空间，控制采样频率为2次/秒；在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量超过2％，认为是不稳定流体空间，处于流量不稳定状态，控制采样频率为8次/秒。
28.大部分水表工作时间均在非用水时间(一般只有早、中、晚餐三个时间段内为用水高峰，其他时间段基本处于非用水时间)，当水表判断出流体在静止状态，即当雷诺数值re
小于50时，控制采样频率为1次/秒。
29.作为本实施例的一种优选实施方式，所述控制方法还包括：根据保存在水表内的历史用水数据(最新的连续14天的24小时用水数据)，依据任意连续24小时的用水数据判断出用水量为零的时间段，控制该时间段内的采样频率为2秒一次。


技术特征：
1.一种超声波水表采样频率的控制方法，其特征在于：根据雷诺系数公式re＝ρvd/μ计算出当前雷诺数值，式中，ρ为流体的密度，v为流体的流速，d为超声波水表管段的当量直径，μ为流体的粘性系数，re为雷诺数值；当雷诺数值re大于或等于3000时，控制采样频率为2次/秒；当雷诺数值re小于3000时，循环记录得到的雷诺数值re，在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量不超过2％，控制采样频率为2次/秒；在任一连续时间段内雷诺数值re的变化量超过2％，控制采样频率为8次/秒。2.根据权利要求1所述的超声波水表采样频率的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当雷诺数值re小于50时，控制采样频率为1次/秒。3.根据权利要求1所述的超声波水表采样频率的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据保存在水表内的历史用水数据，依据任意连续24小时的用水数据判断出用水量为零的时间段，控制该时间段内的采样频率为2秒一次。4.根据权利要求3所述的超声波水表采样频率的控制方法，其特征在于：水表内保存的历史用水数据为最新的连续14天的24小时用水数据。

技术总结
本发明涉及一种超声波水表采样频率的控制方法。本发明的目的是:保证测量精度的同时，降低电池消耗。本发明技术方案：一种超声波水表采样频率的控制方法，根据雷诺系数公式Re＝ρvd/μ计算出当前雷诺数值，式中，ρ为流体的密度，v为流体的流速，d为超声波水表管段的当量直径，μ为流体的粘性系数，Re为雷诺数值；当雷诺数值Re大于或等于3000时，控制采样频率为2次/秒；当雷诺数值Re小于3000时，循环记录得到的雷诺数值Re，在任一连续时间段内雷诺数值Re的变化量不超过2％，控制采样频率为2次/秒；在任一连续时间段内雷诺数值Re的变化量超过2％，控制采样频率为8次/秒。本发明大大提高理论流场稳定性的判断精度，为采样频率的控制提供了更为精准的依据。供了更为精准的依据。供了更为精准的依据。


技术研发人员：项家祺 孙榆栋
受保护的技术使用者：宁波恒力达科技有限公司 杭州海兴电力科技股份有限公司
技术研发日：2020.12.17
技术公布日：2022/7/4