CN113008337A - 一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法以及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，包括：在设定周期内对超声波数据进行数据采集；分析筛选以确定不合格的超声波数据；判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；如果判断结果为是则调整超声波控制值，如果判断结果为否则开启下一个测量周期。本发明可以有效降低由于水表结垢引起的测量误差，提高了水表测量的精度。
Description
技术领域
本发明涉及超声水表技术领域，尤其涉及一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法以及***。
背景技术
不同水质的管道经过长时间的使用，都会结垢，结垢对机械表而言会引起计量误差，对超声水表而言，由于超声波在使用过程中，传感器周围会有杂质的沉积和结垢，影响传感器的性能，传感器所发出的能量也会慢慢递减，同时传感器接收的电信号也会不断减弱。这一过程虽然是缓慢的、长期的，但年数一久，将导致超声水表的测量精度和准确度。管道结垢不能避免，很多技术人员针对管道结垢，设想用一些亲水或疏水材质的化学物品，降低结垢的程度，但是在饮用水中使用化学物品，局限性太大，终究不能被采纳。
发明内容
本发明提供一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法以及***，其可以有效降低由于水表结垢引起的测量误差，提高了水表测量的精度。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，包括：
在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
分析筛选以确定不合格的超声波数据；
判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
如果判断结果为是则调整超声波控制值，如果判断结果为否则开启下一个测量周期。
作为上述技术方案的优选，所述不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，所述分析筛选以确定不合格的超声波数据具体包括：分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
作为上述技术方案的优选，在所述分析筛选以确定不合格的超声波数据之前，所述方法还包括：基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，所述分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围具体包括：所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
作为上述技术方案的优选，所述设定范围为50％～90％，所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中具体包括：所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，所述从中筛选出未达到设定范围的超声波数据具体包括：筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
作为上述技术方案的优选，所述判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准具体包括：判断未处于50％～90％的正弦周期的数量是否高于设定次数，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量高于设定次数则判断结果为是，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量低于设定次数则判断结果为否。
作为上述技术方案的优选，所述超声波的初始阀值为0～36，所述如果判断结果为是则调整超声波控制值具体包括：如果判断结果为是则在0～36的范围内调整超声波输出的初始阀值。
本发明另一方面提供了一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，包括：
数据采集单元，用于在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
分析筛选单元，用于分析筛选以确定不合格的超声波数据；
判断单元，用于判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
控制单元，如果判断结果为是则用于控制调整超声波控制值，如果判断结果为否则用于控制开启下一个测量周期。
作为上述技术方案的优选，所述不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
作为上述技术方案的优选，所述***还包括计算单元，所述计算单元用于基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
作为上述技术方案的优选，所述设定范围为50％～90％，所述分析筛选单元具体还用于所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，并且筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
本发明提供一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其基于超声水表的测量特性通过控制超声波的输出来降低测量误差，具体而言，其在一定周期以内对水表的超声波数据进行采集，对采集的超声波数据进行分析并且筛选出不合格的超声波数据，判断不合格的超声波数据是否达到设定标准，如果判断不合格的超声波数据达到了设定标准则调整超声波控制值以控制超声波输出的超声数据，如果判断不合格的超声波数据没有达到设定标准则开启下一个测量周期，在超声水表结垢的情况下会影响超声水表的超声换能器所发出的超声波，以至于影响超声水表的测量精度，本发明通过对超声波数据进行采集，并且通过筛选不合格的超声数据以确定结垢情况对换能器超声输出的影响，然后当不合格的超声数据达到设定标准的时候则调整换能器的超声输出使得其达到设定标准以此来降低结垢对超声水表的影响。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1示出了本发明一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法的流程示意图；
图2示出了本发明一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的***的结构示意图；
图3示出了本发明中超声波输出曲线的示意图；
图4示出了本发明中超声波输出曲线与初始阀值基准线的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例提供了一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，包括：
步骤100：在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
步骤200：分析筛选以确定不合格的超声波数据；
步骤300：判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
步骤400：如果判断结果为是则调整超声波控制值，如果判断结果为否则开启下一个测量周期。
本实施例提供一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其基于超声水表的测量特性通过控制超声波的输出来降低测量误差，具体而言，其在一定周期以内对水表的超声波数据进行采集，对采集的超声波数据进行分析并且筛选出不合格的超声波数据，判断不合格的超声波数据是否达到设定标准，如果判断不合格的超声波数据达到了设定标准则调整超声波控制值以控制超声波输出的超声数据，如果判断不合格的超声波数据没有达到设定标准则开启下一个测量周期，在超声水表结垢的情况下会影响超声水表的超声换能器所发出的超声波，以至于影响超声水表的测量精度，本发明通过对超声波数据进行采集，并且通过筛选不合格的超声数据以确定结垢情况对换能器超声输出的影响，然后当不合格的超声数据达到设定标准的时候则调整换能器的超声输出使得其达到设定标准以此来降低结垢对超声水表的影响。
具体而言，本实施例的设定周期可以根据需要进行确定，在超声水表上通过换能器发出超声波来对流量进行测量，本实施例中可以可以采用传感器完成对超声波数据的采集，当然其也可以通过控制电路与换能器进行连接以对换能器发出的超声波进行数据采集，所采集的数据可以为波频，波长等并可以基于该采集的数据得到输出的超声波的具体输出情况。
本实施例中的不合格的超声波数据为未处于正常状态的超声波，在没有换能器结垢的情况下，换能器输出的超声波为正常状态的超声波，当出现换能器结垢的情况下其输出的超声波与正常状态会有区别，因此该过程为筛选出输出异常的超声波。
本实施例中还需要判断不合格的超声波数据是否达到设定标准，其可以提高数据处理的效率，具体而言，在正常使用的状态下，超声波数据的输出也可能出现异常情况，另外，只有当结垢至一定程度才会影响水表的测量精度，因此需要判断不合格的超声波数据的是否已经超出标准。
在本实施例的进一步可实施方式中，不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，分析筛选以确定不合格的超声波数据具体包括：分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
本实施例中通过超声波的脉宽比来判断不合格的超声波数据更加简单方便，另外，其还可以降低数据分析处理的数量，提高数据处理的效率。更进一步地，其还可以更加准确地对超声数据进行分析和筛选。
在本实施例的进一步可实施方式中，在分析筛选以确定不合格的超声波数据之前，所述方法还包括：基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围具体包括：分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
本实施例中通过采集的超声波数据得到超声波输出曲线，然后根据初始阀值确定初始阀值基准线，通过分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中来确定输出的超声波数据是否处于正常状态，该过程简单，方便并且可以精确的分析判断非正常状态的超声波数据。
参见图3和图4所示，换能器输出的超声波数据大体呈正弦分布状态，并且其在输出超声波的时候有一个初始阀值，该初始阀值所在的位置与横向坐标相平行的线为初始阀值基准线，如图中所示，其位于初始阀值基准线下方的为零点线，图中所示的P为每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽。
在本实施例的进一步可实施方式中，设定范围为50％～90％，所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中具体包括：所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，所述从中筛选出未达到设定范围的超声波数据具体包括：筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
在正常状态下，在实际使用过程中，换能器输出的超声波每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值处于50％～90％之间，当超出该范围则输出的超声波数据为非正常状态的超声波。
本实施例可以准确判断出非正常输出的超声波。
在本实施例的进一步可实施方式中，判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准具体包括：判断未处于50％～90％的正弦周期的数量是否高于设定次数，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量高于设定次数则判断结果为是，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量低于设定次数则判断结果为否。
本实施例中判断未处于50％～90％的正弦周期的数量来确定超声波数据是否达到设定标准，可以提高工作效率，降低数据处理的工作量。
在本实施例的进一步可实施方式中，超声波的初始阀值为0～36，所述如果判断结果为是则调整超声波控制值具体包括：如果判断结果为是则在0～36的范围内调整超声波输出的初始阀值。
本实施例中通过控制调整换能器输出的初始阀值使得换能器所输出的超声波的脉宽比处于50％～90％的正弦周期的数量能够达到标准，因此其控制简单方便，并且可以有效进行调整以减小超声水表的误差。
具体而言，每一超声水表基于其自身的参数会设置适宜的初始阀值以使得其能够实现高精度运行，当出现换能器结垢等情况出现非正常输出的超声波时则通过调整期初始阀值来实现调整超声波脉宽比，控制更为简单方便，并且能够实现快速有效地调整。
另外，本实施例中的判断未处于50％～90％的正弦周期的数量是否高于设定次数，其设定次数可以根据需要需要进行人为调整。
本实施例中的工作原理在于，换能器在正常工作状态下，其脉宽比控制在50％～90％的范围内则超声水表能够精确计量，因此本实施例中通过监控脉宽比来判断超声水表的结垢等异常情况，并且通过调整初始阀值来实现对脉宽比的调整。
本发明实施例另一方面提供了一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，包括：
数据采集单元，用于在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
分析筛选单元，用于分析筛选以确定不合格的超声波数据；
判断单元，用于判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
控制单元，如果判断结果为是则用于控制调整超声波控制值，如果判断结果为否则用于控制开启下一个测量周期。
在本实施例的进一步可实施方式中，不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
在本实施例的进一步可实施方式中，***还包括计算单元，所述计算单元用于基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
在本实施例的进一步可实施方式中，设定范围为50％～90％，所述分析筛选单元具体还用于所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，并且筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，包括：
在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
分析筛选以确定不合格的超声波数据；
判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
如果判断结果为是则调整超声波控制值，如果判断结果为否则开启下一个测量周期。
2.根据权利要求1所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，所述不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，所述分析筛选以确定不合格的超声波数据具体包括：分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
3.根据权利要求2所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，在所述分析筛选以确定不合格的超声波数据之前，所述方法还包括：基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，所述分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围具体包括：所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
4.根据权利要求3所述减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，所述设定范围为50％～90％，所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中具体包括：所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，所述从中筛选出未达到设定范围的超声波数据具体包括：筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
5.根据权利要求4所述减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，所述判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准具体包括：判断未处于50％～90％的正弦周期的数量是否高于设定次数，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量高于设定次数则判断结果为是，如果未处于50％～90％的正弦周期的数量低于设定次数则判断结果为否。
6.根据权利要求5所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的方法，其特征在于，所述超声波的初始阀值为0～36，所述如果判断结果为是则调整超声波控制值具体包括：如果判断结果为是则在0～36的范围内调整超声波输出的初始阀值。
7.一种减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，其特征在于，包括：
数据采集单元，用于在设定周期内对超声波数据进行数据采集；
分析筛选单元，用于分析筛选以确定不合格的超声波数据；
判断单元，用于判断所述不合格的超声波数据是否达到设定标准；
控制单元，如果判断结果为是则用于控制调整超声波控制值，如果判断结果为否则用于控制开启下一个测量周期。
8.根据权利要求7所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，其特征在于，所述不合格的超声波数据为脉宽比未达到设定范围的超声波数据，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析采集的超声波数据的脉宽比是否达到设定范围，并从中筛选出未达到设定范围的超声波数据。
9.根据权利要求8所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，其特征在于，所述***还包括计算单元，所述计算单元用于基于采集的超声波数据得到超声波输出曲线，并且基于超声波输出的初始阀值确定初始阀值基准线，相应地，所述分析筛选单元具体用于分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于设定范围中。
10.根据权利要求9所述的减小超声水表流道结垢引起测量误差的***，其特征在于，所述设定范围为50％～90％，所述分析筛选单元具体还用于所述分析超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值是否处于50％～90％，并且筛选出超声波输出曲线每一正弦周期在初始阀值基准线的脉宽与在零点位置的脉宽之间的比值未处于50％～90％的正弦周期的数量。
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