CN107621292B - 一种户用超声波水表错波补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种户用超声波水表错波补偿方法，用本次测量得到的上游时间Tup和下游时间Tdn，计算此时的ΔT=Tdn‑Tup，当|ΔT|>0.5μs时补偿一个波，|ΔT|>1.5μs时，补偿两个波，以此类推。ΔT为正数补偿Tup，ΔT为负数补偿Tdn，将上下游的错波数量补偿到相同值。Os=(Tdn+Tup)‑L*2/C,计算出正常情况的Os值，预置MCU，因Os不随流速、温度变化，所以以此为标准，比较每次测量中的Os，当相差超过0.9μs时，上下游时间同时补偿1个波，当相差超过1.9μs时，上下游时间同时补偿2个波，以此类推。有效的减少了杂质、污垢、气泡等原因导致的超声波幅值下降，以致错波等对计量精确度的影响。
Description
技术领域
本发明涉及计量仪表技术领域，特别是涉及一种户用超声波水表错波后的补偿方法。
背景技术
浸没在水中的超声波换能器或超声波反射柱，易受水质影响产生结垢现象，如清理不及时，严重影响换能器接受幅值，影响测量精度。同时当水质中混入气泡时，不同介质对超声波的传导差距导致换能器幅值变化极大，严重影响测量精度。
当出现错误测量即错波时，普遍较常用的方法是放弃本次测量值，沿用前一次的测量值。这就会导致测量误差的产生，影响测量的准确性。从空管开始到有气泡到满管，在这个过程中如果一直沿用前次测量值，仪表将会有很大的延迟，需要较长时间才能回归正常测量。
错波现象非常普遍，选择一种合适的补偿方法至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种户用超声波水表错波补偿方法，可以更合理的提高超声波在水中的计量采样精度。
采用的技术方案是：
完成一次超声波测量后，得到本次测量的上游时间Tup和下游时间Tdn，计算此时的ΔT=Tdn-Tup，未错波时ΔT的值不会相差太大，在最大流量最高温度时，测得此时的最大ΔT为0.4μs。如果ΔT的值接近甚至大于一个测量周期时则可认定为错波，在本***中设定为0.5μs。当|ΔT|>0.5μs时补偿一个波，|ΔT|>1.5μs时，补偿两个波，以此类推。如果ΔT为正数时补偿Tup，ΔT为负数时补偿Tdn。此时已将上下游的错波数量补偿到相同值，对于使用公式：V线=C2*ΔT/2L进行计算时已经不影响测量结果了。本发明进一步计算，将Tdn、Tup补偿回真实值。根据公式Os=(Tdn+Tup)-L*2/C,计算出正常情况下的Os值，预置到MCU中，因为Os不随流速、温度变化，所以以此为标准，比较每次测量中的Os，当相差超过0.9μs时，上下游时间同时补偿1个波，当相差超过1.9μs时，上下游时间同时补偿2个波，以此类推。此时已将上游时间Tup和下游时间Tdn均已补偿到真实值。
其优点在于：
有效的减少了杂质、污垢、气泡等原因导致的超声波幅值下降，以致错波等对计量精确度的影响。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
在实践本补偿方法前，首先用示波器测出仪表未出现错波时的状态，记录此时的Tdn、Tup，并计算对应的Os，作为标准值设置到MCU中。
如图1所示，本控制方法的具体步骤如下：
1、完成一次超声波测量后，得到本次测量的上游时间Tup和下游时间Tdn。跳转到步骤2。
2、计算ΔT=Tdn-Tup，判断|ΔT|是否大于0.5+nT（n=0,1,2...）其中T是换能器的一个时钟周期，若是跳转到步骤3，若不是跳转到步骤5。
3、判断ΔT是否大于0，若是跳转到步骤4，若不是补偿下游时间：Tdn=Tdn+(n+1)T后跳转到步骤5。
4、补偿上游时间：Tup=Tup+(n+1)T，跳转到步骤5。
5、计算Os1=(Tdn+Tup)-L*2/C，其中L为两换能器的声程，C为声速。跳转到步骤6。
6、比较MCU中预置Os和本次测量中的Os1差值，Os-Os1是否大于0.9+nT（n=0,1,2...）其中T是换能器的一个时钟周期，若是跳转到步骤7，若不是跳转到步骤8。
7、补偿上游时间：Tup=Tup+(n+1)T，补偿下游时间Tdn=Tdn+(n+1)T跳转到步骤8。
8、本次补偿结束。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明方案。
Claims (1)
1.一种户用超声波水表错波补偿方法，其特征在于下列步骤，利用本次测量的上游时间Tup和下游时间Tdn，计算此时的ΔT=Tdn-Tup，当|ΔT|>0.5+nT ， n=0,1...时，则需补偿n+1个波，如果ΔT为正数时补偿Tup，ΔT为负数时补偿Tdn；然后比较测量中的Os1和标准Os的差值，其中，Os=(Tdn标准+Tup标准)-L*2/C，Os1=(Tdn+Tup)-L*2/C，当Os-Os1>0.9+nT，n=0,1...时，上下游时间需要同时补偿n+1个波的时钟周期；此时已将上游时间Tup和下游时间Tdn均已补偿到真实值；补偿结束；Tdn标准为标准上游时间，Tup标准为标准下游时间，其中L为两换能器的声程，C为声速；
T为超声波换能器周期。
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