超声波流量计仪表系数的非线性修正方法_2

文档序号:9469766阅读:来源:国知局
要求,选取多个具有代表 性的测量点。例如,各第一测量点的流量的理论值包括Q_、Qt、〇. 1Q_、0. 1875Q_、0. 25Q_、 0. 4Q_、0. 7〇_和Q_,其中Q_为最小流量,Qt为分界流量,Q_为最大流量。由于每种型 号的超声波流量计的规格不同,超声波流量计的9_、和Q_根据超声波流量计的出厂值确 定,在气体流量中,Qt对应的流速应不大于3m/s,所以这个值是不一定的,需要计算得到,在 使用之前就计算好,作为理论值使用。其它流量点的值优选为0. 1Q_、0. 1875Q_、0. 25Q_、 0. 4〇_和0. 7Q_,可以适当的添加一个或者多个。
[0051 ] 102、测量流体在各第一测量点的流量的实际值和各第一测量点的流量的实际值 分别对应的仪表系数的实际数值;
[0052] 选取的多个测量点为超声波流量计的理论值,实际使用中会存在偏差,测量出超 声波气体流量计的实际流量值和多个测量点分别对应的仪表系的实际数值,以便于后面构 造仪表系数和流量的关系。
[0053] 103、根据各第一测量点选取多个量程段;
[0054] 根据选取的多个第一测量点的流量的理论值选取两个测量点的流量的理论值作 为一个量程段,两个测量点的流量的理论值之间可以包括其它测量点的理论流量值也可以 不包括,相邻两个量程段中,后一个量程段的起点值为前一个量程段的终点值。
[0055] 104、在各量程段内,根据各第一测量点的流量的实际值和各第一测量点的流量的 实际值对应的仪表系数的实际数值以及预设关系式,构造各量程段内的仪表系数的表达 式;
[0056] 将多个第一测量点的流量的实际值和各第一测量点的流量的实际值分别对应的 仪表系数的实际数值代入预设关系式,求得各量程段内的仪表系数的表达式。
[0057] 105、根据各量程段内的仪表系数的表达式计算各量程段内的仪表系数的计算值, 并根据仪表系数的计算值实时动态的修正所述仪表系。
[0058] 根据"步骤104"得到的仪表系数的表达式,计算超声波流量计在该流量计量程内 的任一流量值对应的仪表系数,并根据仪表系数的计算值实时动态的修正所述仪表系,使 超声波流量的仪表系数计算结果更准确,超声波流量计测量更精确。
[0059] 本实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修正方法,通过选取超声波流量计的 多个第一测量点的流量值,在不同量程内建立仪表系数的表达式,实现了对超声波流量计 仪表系数的实时动态的修正计算。采用本实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修正方 法减小了仪表系数的误差,进而使超声波流量的仪表系数计算结果更准确,超声波流量计 测量更精确。
[0060] 进一步地,在上述实施例中图1所示实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修 正方法的"步骤104"的基础上进一步更加详细地说明本发明的技术方案。"步骤104"在各 量程段内,根据各第一测量点的流量的实际值和各第一测量点的流量的实际值对应的仪表 系数的实际数值以及预设关系式,构造各量程段内的仪表系数的表达式具体包括:
[0061] (1)选取各量程段对应的预设关系式;
[0062] 将多个第一流量点分成五段,即五个量程段,在各量程段内分别用不同的曲线标 定K。例如,选取各量程段对应的预设关系式,具体包括:
[0063] 当第一量程段为Qnin~〇? IQ nax时:对应的设关系式为:炙=10(tA) + e
[0064] 当第二量程段为0. 1Q_~0. 25Q_时,对应的预设关系式为:K=aq2+bq+c;
[0065] 当第三量程段为0. 25Q_~0. 4Q_时,对应的预设关系式为:K=aq+b;
[0066] 当第四量程段为0. 4Q_~0. 7Q_时,对应的预设关系式为:K=aq+b;以及
[0067] 当第五量程段为0. 7Qmax~Q_时,对应的预设关系式为:K=aq+b。
[0068] 各量程段的预设关系式中a、b或者c分别为各预设关系式中的常数,但各常数的 数值随着不同型号的超声波流量计而不同,因此a、b或者c的具体数值需根据不同型号的 超声波流量计得到。其中K为仪表系数;q为流量。
[0069] 需要说明的是,每个预设关系中a、b或者c在所有的关系中是独立的常数,任意两 个或多个预设关系中的常数a、b或者c没有关系,需要根据实际情况计算a、b或者c,其结 果可以相同也可以不同。
[0070] (2)对于每一个量程段,根据预设关系式中的常数的数量,在量程段内选取与常数 数量相同的第一测量点的流量的实际值和对应的仪表系数的实际值;
[0071] 例如,因为第一量程段内的预设公式中含有a、b和c三个常数,所以在第一量程段 内选取Q_、QjP 〇. IQ _三个测量点的第一测量数据;
[0072] 同上,在第二量程段内选取0. 1Q_、0. 1875Q_、0. 25Q_三个测量点的第二测量数 据;
[0073] 同上,在第三量程段内选取0. 25〇_和0. 4Q_两个测量点的第三测量数据;
[0074] 同上,在第四量程段内选取0. 4〇_和0. 7〇_两个测量点的第四测量数据;以及
[0075] 同上,在第五量程段内选取0. 7〇_和Qniax两个测量点的第五测量数据。
[0076] (3)将第一测量点的流量的实际值和对应的仪表系数的实际值代入预设关系式, 求得预设关系式中的常数的数值;
[0077] 例如,对于五个量程段,具体采用如下方式计算:
[0078] 利用第一测量数据结合牛顿迭代法可算出在第一量程段内的常数a、b和c ;
[0079] 利用第二测量数据结合二次方程解法可算出在第二量程段内的常数a和b和c;
[0080] 利用第三测量数据结合直线方程解法可算出在第三量程段内的常数a和b;
[0081] 利用第四测量数据结合直线方程解法可算出在第四量程段内常的数a和b;以及
[0082] 利用第五测量数据结合直线方程解法可算出在第五量程段内的常数a和b。
[0083] (4)将预设关系式中的常数的数值代入预设关系式,得到超声波流量计的仪表系 数的表达式。
[0084]经步骤⑴一步骤⑶所得到的仪表系数的表达式为
[0086] 此仪表系数的表达式中a、b或者c,具体的为各型号的超声波流量计对应的具体 数值。
[0087] 进一步地,在上述实施例中图1所示实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修 正方法的"步骤105"的基础上进一步更加详细地说明本发明的技术方案。"步骤105",根 据各量程段内的仪表系数的表达式计算各量程段内的仪表系数的计算值,具体包括:
[0088] (11)在各量程段内选取多个第二测量点的流量的理论值,各所述第二测量点包括 各所述第一测量点;
[0089] (12)将多个第二测量点的流量的理论值代入各量程段内的仪表系数的表达式;
[0090] (13)计算出各量程段内的各所述第二测量点对应的仪表系数的计算值。
[0091] 在得到一种型号的超声波流量计的仪表系数的表达式后,可以选择该超声波流量 计总量程内的任一流量点的理论值,确定好量程段,代入对应的表达式,即可得到该超声波 流量计的仪表系数的计算值。
[0092] 为了验证由此方法计算得来的超声波流量计仪表系数是否精确,在各量程段内选 取多个第二测量点的流量的理论值,尽可能的多选,并且包括第一测量点的理论值。
[0093] 测量出各量程段内选取多个第二测量点的流量的实际值和对应的仪表系数的实 际值;并标记在仪表系数K与流量Q的坐标系中或者记录在表格内。
[0094] 将计算出各量程段内的仪表系数的计算值用曲线平滑连接,得到仪表系数K与流 量Q的坐标系中仪表系数K与流量Q的曲线或者与测量的多个第二测量点的流量的实际值 和对应的仪表系数的实际值记录在同一表格内。根据仪表系数K与流量Q的曲线或者表格 内数据比较实测值和计算值的大小,可以计算出偏差结果。
[0095] 本实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修正方法,通过选取超声波流量计的 多个第一测量点的流量值作,在不同量程内建立仪表系数的表达式,实现了对超声波流量 计仪表系数的实时动态的修正。采用本实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修正方法 减小了仪表系数的误差,进而使超声波流量计的仪表系数计算结果更准确,超声波流量计 测量更精确。
[0096] 进一步地,上述实施例的超声波流量计仪表系数的非线性修正方法,具体以DN50 型的超声波流量计本发明的技术方案进一步更加详细地进行说明。
[0097] 第一步:确定流量Qmin,Qt和Qmax的大小为Qmin= 3m3/h,Qt= 8m3/h,Qmax= 160m3/ h〇
[0098] 弟一步:测里流里点Qmin、Qt、0.lQmax、0. 1875Qmax、0. 25Qmax、0. 4Qmax、0. 7Qmax、Qmax的流 量与K系数。见表1,表I为DN50型的超声波流量计的流量与K系数的实测值。
[0099] 表 1
[0100]
[0101] 第三步:将流量分成五个量程段分别用不同的公式拟合。
[0102] 在第一量程段Q_~0
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