CN116182967A - 超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备，该方法包括：获取至少一次超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；根据顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算顺流传播时间和逆流传播时间的均值；在预置的查找表中查找均值对应的零点修正值；基于零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。这样，可以通过对零点实时进行修正，提高超声波流量计测量的准确度，简化结构，降低成本。

Description

超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及超声波计量技术领域，尤其涉及一种超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备。

背景技术

随着超声波计量技术的发展，智能水表逐渐代替了传统的机械式水表，而超声波流量计是智能水表中备受关注的产品，超声波流量计是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出流体的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表。当介质静止时测得的时差称为零点，而在不同的介质温度下，零点会发生变化，零点随温度变化会影响超声波流量计的测量精度。

现有技术中，通常采用在超声波流量计上安装温度传感器，获取当前介质的温度，进一步的，确定当前介质温度下的零点后，通过温度对零点进行修正。

但是，上述方法在通过当前介质温度对零点进行修正时，需要在超声波流量计上安装温度传感器以获取当前介质温度，成本高、结构复杂且测量精度较低。

发明内容

本申请提供一种超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备，不用在超声波流量计上设置温度传感器即可以对零点实时进行修正，使产品结构简单化，降低成本，而且还可以提高超声波流量计测量的准确度。

第一方面，本申请提供一种超声波流量计数据修正方法，所述方法包括：

获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；

根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值；

在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值；

基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

可选的，在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值，包括：

若在所述预置的查找表中找到与所述均值对应的零点修正值，则确定所述均值对应的零点修正值；

若在所述预置的查找表中找不到所述均值及与所述均值对应的零点修正值，则将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值。

可选的，所述方法还包括：

获取训练数据集，所述训练数据集包括多个样本，每个样本包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；

根据所述训练数据集，对神经网络模型进行训练；

相应的，将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值，包括：

将所述均值输入通过所述训练数据集训练得到的神经网络模型中，检测出所述均值对应的零点修正值。

可选的，所述超声波流量计包括至少一对超声换能器；获取所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，包括：

分别激励上游和/或下游的超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的下游和/或上游的超声换能器分别接收所述超声波信号；

计算多次上游的超声换能器发射超声波信号至对向的下游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第一均值，所述第一均值为所述超声波流量计对应的顺流传播时间；

计算多次下游的超声换能器发射超声波信号至对向的上游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第二均值，所述第二均值为所述超声波流量计对应的逆流传播时间。

可选的，所述超声换能器发射的信号通过放大器来调节，所述放大器与数字电位器连接；所述方法还包括：

通过分别调节数字电位器的电阻来调整与所述上游和下游的超声换能器连接的放大器的增益。

第二方面，本申请提供一种超声波流量计数据修正***，包括：脉冲发射模块、上游超声换能器、下游超声换能器、信号处理模块、时间测量模块、数据存储模块和主控模块；

所述脉冲发射模块，与所述主控模块连接，用于向所述上游超声换能器和所述下游超声换能器发射激励脉冲信号；

所述上游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并根据所述激励脉冲信号向所述下游超声换能器发射超声波信号，以及接收下游超声换能器发射的超声波信号；

所述下游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并将所述激励脉冲信号转化为超声波信号向所述上游超声换能器发出，以及接收上游超声换能器发射的超声波信号；

所述信号处理模块，与所述上游超声换能器和所述下游超声换能器连接，用于对超声波信号进行滤波、放大处理；

所述时间测量模块，与所述信号处理模块连接，用于根据经过滤波、放大处理后的信号，确定顺流传播时间和逆流传播时间；

所述数据存储模块，与所述主控模块连接，用于存储查找表，所述查找表包括所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值。

所述主控模块，与所述时间测量模块和所述数据存储模块连接，用于执行如第一方面任一项所述的超声波流量计数据修正方法。

第三方面，本申请提供一种超声波流量计数据修正装置，包括：

获取模块，用于获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；

计算模块，用于根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值；

查找模块，用于在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值；

修正模块，用于基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

第四方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面中任一项所述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面任一项所述的超声波流量计数据修正方法。

第六方面，本申请提供一种计算机程序，包括程序代码，当计算机运行所述计算机程序时，所述程序代码执行如第一方面任一项所述的方法。

综上所述，本申请提供一种超声波流量计数据修正方法、***、装置及电子设备，该方法通过获取至少一次超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；进一步的，分别计算该顺流传播时间和逆流传播时间的均值；在预置的查找表中查找上述均值对应的零点修正值，并基于零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。这样，可以通过对零点实时进行修正，提高超声波流量计测量的准确度，简化结构，降低成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正***的架构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种具体的超声波流量计数据修正方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本调取构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请中的术语“多个”是指两个或两个以上。本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一设备和第二设备仅仅是为了区分不同的设备，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

可以理解的是，在本申请的实施例中，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

下面结合附图对本申请实施例进行介绍。图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图，本申请提供的一种超声波流量计数据修正方法可以应用于如图1所示的应用场景中，该应用场景包括超声波流量计101和测量通道104，其中，超声波流量计101包括上游超声换能器103和下游超声换能器102。超声波流量计101采取时差法对流量进行测量，即在测量通,104(即管段)的上游和下游分别安装上游超声换能器103和下游超声换能器102用于超声波信号的互为发射和接收。具体的，上游超声换能器103向下游超声换能器102发射一个超声波信号(顺流)，相应的，下游超声换能器102接收上游超声换能器103发射的超声波信号，进一步的，下游超声换能器102向上游超声换能器103发射一个超声波信号(逆流)，相应的，上游超声换能器103接收下游超声换能器102发射的超声波信号，这样，顺流和逆流的超声波信号在传输过程中形成一定的时间差，可以用于计算流体的流速，进而还可以计算出流体的流量。但是在不同的介质温度下，零点会随温度变化，进一步会影响超声波流量计的测量精度。

现有技术中，通常采用在超声波流量计上安装温度传感器，获取当前介质的温度，进一步的，确定当前介质温度下的零点后，通过温度对零点进行修正，进而计算流体的流速，从而计算出流体的流量。

但是，上述方法在通过当前介质温度对零点进行修正时，需要在超声波流量计上安装温度传感器以获取当前介质温度，成本高、结构复杂且测量精度较低。

因此，本申请提供一种超声波流量计数据修正方法，可以通过获取至少一次超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；进一步的，分别计算该顺流传播时间和逆流传播时间的均值；在预置的查找表中查找上述均值对应的零点修正值，并基于零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。这样，可以通过对零点实时进行修正，提高超声波流量计测量的准确度，简化结构，降低成本。

示例性的，图2为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正方法的流程示意图，如图2所示，本申请实施例的方法包括：

S201、获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差。

本申请实施例中，超声波流量计包括至少一对超声换能器，以一对为例，一个布置在管道上游为上游超声换能器，一个布置在管道下游为下游超声换能器，上游超声换能器用于向下游的超声换能器发射超声波信号，下游超声换能器进行接收，下游超声换能器向上游超声换能器发射超声波信号，上游超声换能器进行接收。

可选的，在上游超声换能器向下游超声换能器发射超声波信号，相应的，下游超声换能器接收该超声波信号后，可以直接获取此时的发射和接收超声波的时间差，即顺流传播时间，获取该时间差的执行主体为时间测量模块，逆流传播时间与顺流传播时间获取的过程类似，在此不再赘述。

可选的，在上游超声换能器向下游超声换能器发射超声波信号，可以获取此时的发射时刻，相应的，下游超声换能器接收该超声波信号时，可以获取此时的接收时刻，接收时刻与发射时刻之差即为顺流传播时间，获取该时间差的执行主体为主控模块，逆流传播时间与顺流传播时间获取的过程类似，在此不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例可以每隔预设时间获取所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，即实时获取顺流传播时间和逆流传播时间，也可以只获取一次的顺流传播时间和一次的逆流传播时间进行相应计算，因此本申请实施例对获取顺流传播时间和逆流传播时间的方式以及过程不作具体限定，该方式可以指的是获取多次的顺流传播时间和获取多次逆流传播时间，也可以指的是获取一次的顺流传播时间和获取一次逆流传播时间。

示例性的，在图1的应用场景下，可以通过上游超声换能器103和下游超声换能器102分别发射和接收超声波信号的时间获取至少一次超声波流量计101对应的顺流传播时间和逆流传播时间。

S202、根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值。

具体的，相同温度下，若顺流情况下，流体流速较大，则测得的顺流传播时间较短，相应的，逆流传播时间较长，若逆流情况下，流体流速较大，则测得的逆流传播时间较短，相应的，顺流传播时间较长，故本申请通过分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值，减少计算误差，使得同一温度下对应的为顺流传播时间和逆流传播时间二者的均值，提高计算的准确性。

示例性的，在图1的应用场景下，若获取了至少一次超声波流量计101对应的顺流传播时间和逆流传播时间后，可以分别计算出该顺流传播时间和逆流传播时间的均值。

S203、在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值。

本申请实施例中，预置的查找表可以指的是在超声波流量计的数据存储模块中提前存储好的查找表，该查找表中可以包括不同温度、多个均值以及每一对均值对应的零点修正值，可以通过每一对均值在预置的查找表中查找对应的零点修正值。

例如，本申请实施例可以是获取多次的顺流传播时间，得到顺流传播时间的均值；获取多次逆流传播时间，计算出逆流传播时间的均值，进一步的，根据上述两个均值在预置的查找表查找零点修正值。

可以理解的是，查找表中的均值可以是一个具体的数值，也可以是一个区间，例如，计算得出的均值为5分钟时，在查找表中找到5分钟落入的区间为5-10分钟，该5-10分钟对应的零点修正值为0.5，则可以确定均值为5分钟时对应的零点修正值为0.5，故本申请实施例对查找表中均值的表示形式不作具体限定，但是，可以根据计算得出的均值在查找表中找到对应的零点修正值。

示例性的，通过分别计算得到的顺流传播时间和逆流传播时间的均值可以在预置的查找表中查找到上述均值对应的零点修正值。

需要说明的是，在超声波流量计出厂前，会进行出厂检测，检测设备上安装有温度传感器，用于在不同的温度下进行多次测量，进一步的，可以得到上述超声波流量计测量结果，如顺流传播时间和逆流传播时间等，进一步的，将上述测量结果与标准表具的检测结果(已知的)进行比较，得到该超声波流量计在不同的温度下对应的顺逆流传播波时间以及所需要修正的零点值等，将上述测量数据编制成包含顺逆流传播时间以及不同传播时间下对应的零点修正值的表，存储在超声流量计中，即得到了预置的查找表。

可以理解的是，不同的表具(即不同类型的超声波流量计)对应的预置查找表的数据可能是不同的，因为每个表具存在的细微区别也可能导致零点修正值的不同，所以查找表是根据超声波流量计的类型变化的。

S204、基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

本申请实施例中，零点可以指的是介质静止时测得的时差，在不同的介质温度下，零点不同，但是，零点会随着温度的变化会产生零点漂移。

示例性的，在预置的查找表中找到计算得到的均值对应得零点修正值后，对零点进行修正，进一步的，可以利用修正后的零点计算管道中流体的流速，即在顺流和逆流的超声波信号在传输过程中形成时间差中减去零点修正值，进而计算剩余时间内流体在某个流动方向上所流经的距离，即流体的流速。

需要说明的是，本申请提供的超声波流量计数据修正方法不仅可以适用于超声波燃气表，还可以适用于超声波水表以及利用超声波测量流体的任何仪器，本申请实施例对仪器的类型不作具体限定。

因此，本申请可以通过对零点进行实时动态修正，提高超声波流量计测量的准确度，无需温度传感器，使产品结构简单化，可以节约成本，而且在计算管道中流体的流速的过程简单方便。

可选的，在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值，包括：

若在所述预置的查找表中找到与所述均值对应的零点修正值，则确定所述均值对应的零点修正值；

若在所述预置的查找表中找不到所述均值及与所述均值对应的零点修正值，则将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值。

本申请实施例中，神经网络是一门重要的机器学习技术，其网络结构包括输入层，隐含层，输出层，且隐含层的层数是可以设置的。神经网络模型的训练过程主要是利用反向传播的原理来进行的网络梯度下降寻优以找到最好模型参数的过程。

该神经网络模型可以通过训练来学习，例如，向该神经网络模型重复应用已知道的均值以及上述均值对应的零点修正值，并将该神经网络模型给出的结果与已知的结果进行比较，进一步的，将比较中得出的信息会传递回该神经网络模型，并逐渐改变权重。随着训练的进行，该神经网络模型对已知结果的复制会变得越来越准确。在训练结束后，就可以将该神经网络模型应用到预测不同均值对应的零点修正值中。

示例性的，在图1的应用场景下，在计算出顺流传播时间和逆流传播时间的均值后，在所述预置的查找表中找到与上述均值对应的零点修正值，则确定上述均值对应的零点修正值；但是没有找到的情况下，可以将上述均值输入到预先训练好的神经网络模型中，得到上述均值对应的零点修正值，供我们使用，并且，可以将上述均值对应的零点修正值存储进查找表中供以后查找使用。

因此，本申请可以直接在预置的查找表中查找已有的均值对应的零点修正值，供超声波流量计计算时使用，计算量少，方便快捷，也可以直接将计算出顺流传播时间和逆流传播时间的均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到上述均值对应的零点修正值，供超声波流量计计算时使用，这样，可以提高计算的准确率，也可以在预置的查找表中找到与均值对应的零点修正值，在找不到的情况下，将上述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到上述均值对应的零点修正值，在提高准确性的前提下，灵活性也较高，本申请实施例对得到零点修正值的方式不作具体限定。

可选的，所述方法还包括：

获取训练数据集，所述训练数据集包括多个样本，每个样本包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；

根据所述训练数据集，对神经网络模型进行训练；

相应的，将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值，包括：

将所述均值输入通过所述训练数据集训练得到的神经网络模型中，检测出所述均值对应的零点修正值。

本申请实施例中，获取之前收集的大量训练数据集，该训练数据集包括多个样本，每个样本可以包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值。其中，顺流传播时间的均值可以为多次顺流传播时间的均值，逆流传播时间的均值为多次逆流传播时间的均值，本申请实施例对顺流传播时间和逆流传播时间的具体数量不作限定。

需要说明的是，获取训练数据集对神经网络模型进行训练只需要进行一次，以后可以直接使用训练好的神经网络模型对得到的均值进行检测。

示例性的，超声波流量计可以对神经网络模型进行训练，即获取训练数据集，可以包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；进一步的，根据训练数据集，对神经网络模型进行训练。例如，***可以获取大量的顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及二者对应的零点修正值等多种数据，然后根据这些数据对神经网络模型进行训练。

相应的，在图1的应用场景下，超声波流量计101可以获取计算得到的至少一次的顺流传播时间和逆流传播时间的均值，并将上述均值输入通过上述训练数据集训练得到的神经网络模型中进行预测，进一步的，可以检测出上述二者均值对应的零点修正值。

因此，可以通过利用预先训练好的神经网络模型检测出均值所对应的零点修正值，可以提高检测的准确性，且解决了无法根据均值找到对应的零点修正值的问题，应用范围广。

可选的，所述超声波流量计包括至少一对超声换能器；获取所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，包括：

分别激励上游和/或下游的超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的下游和/或上游的超声换能器分别接收所述超声波信号；

计算多次上游的超声换能器发射超声波信号至对向的下游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第一均值，所述第一均值为所述超声波流量计对应的顺流传播时间；

计算多次下游的超声换能器发射超声波信号至对向的上游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第二均值，所述第二均值为所述超声波流量计对应的逆流传播时间。

示例性的，本申请至少需要一对超声换能器，一个布置在管道上游，一个布置在管道下游，分别激励两个超声换能器发射信号并在对向的超声换能器接收信号，例如，超声波流量计激励上游超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的下游的超声换能器接收该超声波信号，并计算多次上游超声换能器发射超声波信号至对向的下游的超声换能器接收超声波信号的时间均值，该均值即为顺流传播时间；同时还要激励下游超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的上游的超声换能器接收该超声波信号，并计算多次下游超声换能器发射超声波信号至对向的上游的超声换能器接收超声波信号的时间均值，该均值即为逆流传播时间，进一步的，可以获取超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间。

需要说明的是，当超声波流量计只有一对超声换能器时，上游的超声换能器和下游的超声换能器不可以同时发射或都接收信号，而是其中一个超声换能器发射信号，另外一个超声换能器接收信号，优选的，超声波流量计可以具有两对超声换能器，可以上游和下游的超声换能器同时发射信号，相应的，下游和上游的超声换能器接收信号，节省时间，提高处理效率。

可以理解的是，在超声波流量计计算多次传播时间(即顺流传播时间和逆流传播时间)的均值时，可以是同一对超声换能器测得的多组数据的均值，也可以是不同对超声换能器之间测得的多组数据的均值，本申请实施例对此不作具体限定。

因此，通过均值计算获取的超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，可以提高计算的准确性。

可选的，所述超声换能器发射的信号通过放大器来调节，所述放大器与数字电位器连接；所述方法还包括：

通过分别调节数字电位器的电阻来调整与所述上游和下游的超声换能器连接的放大器的增益。

本申请实施例中，数字电位器可以指的是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，简称互补金属氧化物半导体)数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器采用数控方式调节电阻值，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等优点。

放大器可以指的是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成，可以用于对超声波信号进行放大处理。

优选的，可以使用数字电位器连接在放大器的输入端，通过调节数字电位器的电阻大小来调整放大器的增益。

示例性的，可以通过调节数字电位器的电阻来调整与上游超声换能器连接的放大器的增益，进一步的，基于调整后的放大器的增益将上游超声换能器产生的超声波信号进行放大并发射，相应的，对向的下游超声换能器接收放大后超声波信号；同时，调节数字电位器的电阻来调整与下游超声换能器连接的放大器的增益，进一步的，基于调整后的放大器的增益将下游超声换能器产生的超声波信号进行放大并发射，相应的，对向的上游超声换能器接收放大后超声波信号。

因此，将超声换能器发射的超声波信号进行放大处理，可以提高对向的超声换能器接收该超声波信号的成功率。

结合上述实施例，本申请还提供一种超声波流量计数据修正***，包括：脉冲发射模块、上游超声换能器、下游超声换能器、信号处理模块、时间测量模块、数据存储模块和主控模块；

所述脉冲发射模块，与所述主控模块连接，用于向所述上游超声换能器和所述下游超声换能器发射激励脉冲信号；

所述上游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并根据所述激励脉冲信号向所述下游超声换能器发射超声波信号，以及接收下游超声换能器发射的超声波信号；

所述下游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并将所述激励脉冲信号转化为超声波信号向所述上游超声换能器发出，以及接收上游超声换能器发射的超声波信号；

所述信号处理模块，与所述上游超声换能器和所述下游超声换能器连接，用于对超声波信号进行滤波、放大处理；

所述时间测量模块，与所述信号处理模块连接，用于根据经过滤波、放大处理后的信号，确定顺流传播时间和逆流传播时间；

所述数据存储模块，与所述主控模块连接，用于存储查找表，所述查找表包括所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值。

所述主控模块，与所述时间测量模块和所述数据存储模块连接，用于执行如本申请前述任一实施例中的超声波流量计数据修正方法。

示例性的，图3为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正***的架构示意图，如图3所示，脉冲发射模块向上游超声换能器和下游超声换能器发射激励脉冲信号，上游超声换能器和下游超声换能器接收该激励脉冲信号并将该脉冲发射模块产生的电信号转化为超声波信号并发出，即上游超声换能器向下游超声换能器发射超声波信号，下游超声换能器进行接收，下游超声换能器向上游超声换能器发射超声波信号，上游超声换能器进行接收。

需要说明的是，上游超声换能器和下游超声换能器与信号处理模块连接，用于对超声波信号进行滤波、放大处理，故上游超声换能器和下游超声换能器发出的超声波信号均经过放大处理，相应的，下游超声换能器和上游超声换能器接收的超声波信号均经过滤波处理，即进行降噪，减少误差影响。

进一步的，经过信号处理模块滤波、放大处理后的信号送入时间测量模块，分别可以测得上、下游发射信号起始时刻至接收信号时刻之间的时间，即测得顺流传播时间与逆流传播时间，时间测量模块与主控模块连接，进而时间测量模块可以将测得顺流传播时间与逆流传播时间发送给主控模块，主控模块计算顺流传播时间和逆流传播时间的均值，并可以从数据存储模块中查找上述均值对应的零点修正值，对零点进行修正。

需要说明的是，数据存储模块在出厂设置之前会存储随温度变化的均值以及和每一对均值对应的零点修正值，主控模块还可以用于控制脉冲发射模块每隔预设时间的发射激励脉冲信号。

具体的，图4为本申请实施例提供的一种具体的超声波流量计数据修正方法的流程示意图，如图4所示，本申请实施例具体的执行方法步骤包括：

步骤S1：激励超声换能器发射信号，在对向的超声换能器接收得到超声信号，执行步骤S2。

步骤S2：上述信号经过信号处理模块处理后送入时间测量模块，测得发射信号起始时刻至接收信号时刻之间的时间，即传播时间，执行步骤S3.

步骤S3：测得顺流传播时间与逆流传播时间，并分别计算出顺流与逆流的传播时间的均值，执行步骤S4。

步骤S4：查找数据存储器中预置的传播时间均值与零点修正值，根据传播时间均值找到对应的零点修正值，执行步骤S5。

步骤S5：用上述查找得到的零点修正值对零点进行动态补偿修正。

在前述实施例中，对本申请实施例提供的超声波流量计数据修正方法进行了介绍，而为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，作为执行主体的电子设备可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

例如，图5为本申请实施例提供的一种超声波流量计数据修正装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：获取模块510，计算模块520，查找模块530和修正模块540，其中，获取模块510，用于获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；计算模块520，用于根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值；查找模块530，用于在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值；修正模块540，用于基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

可选的，查找模块530包括确定单元和处理单元；

具体的，确定单元，用于当所述预置的查找表中找到与所述均值对应的零点修正值时，确定所述均值对应的零点修正值；

处理单元，用于当所述预置的查找表中找不到所述均值及与所述均值对应的零点修正值时，将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值。

可选的，所述装置还包括训练模块，所述训练模块，用于：

获取训练数据集，所述训练数据集包括多个样本，每个样本包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；

根据所述训练数据集，对神经网络模型进行训练；

相应的，处理单元，具体用于：

将所述均值输入通过所述训练数据集训练得到的神经网络模型中，检测出所述均值对应的零点修正值。

可选的，所述超声波流量计包括至少一对超声换能器；获取模块510包括激励单元和计算单元；

具体的，激励单元，用于分别激励上游和/或下游的超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的下游和/或上游的超声换能器分别接收所述超声波信号；

计算单元用于，计算多次上游的超声换能器发射超声波信号至对向的下游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第一均值，所述第一均值为所述超声波流量计对应的顺流传播时间；计算多次下游的超声换能器发射超声波信号至对向的上游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第二均值，所述第二均值为所述超声波流量计对应的逆流传播时间。

可选的，所述超声换能器发射的信号通过放大器来调节，所述放大器与数字电位器连接；所述装置还包括调节模块，所述调节模块，用于通过分别调节数字电位器的电阻来调整与所述上游和下游的超声换能器连接的放大器的增益。

本申请实施例提供的超声波流量计数据修正装置的具体实现原理和效果可以参见上述实施例对应的相关描述和效果，此处不做过多赘述。

示例性的，本申请实施例还提供一种电子设备的结构示意图，图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器602以及与所述处理器通信连接的存储器601；该存储器601存储计算机程序；该处理器602执行该存储器601存储的计算机程序，使得该处理器602执行上述任一实施例所述的方法。

其中，存储器601和处理器602可以通过总线603连接。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本申请前述任一实施例中的超声波流量计数据修正方法。

本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行如本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的超声波流量计数据修正方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序，包括程序代码，当计算机运行所述计算机程序时，所述程序代码执行本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的超声波流量计数据修正方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

应理解，上述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包含高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。

总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。

以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种超声波流量计数据修正方法，其特征在于，包括：

获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；

根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值；

在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值；

基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值，包括：

若在所述预置的查找表中找到与所述均值对应的零点修正值，则确定所述均值对应的零点修正值；

若在所述预置的查找表中找不到所述均值及与所述均值对应的零点修正值，则将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

获取训练数据集，所述训练数据集包括多个样本，每个样本包括顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；

根据所述训练数据集，对神经网络模型进行训练；

相应的，将所述均值输入预先训练好的神经网络模型中，得到所述均值对应的零点修正值，包括：

将所述均值输入通过所述训练数据集训练得到的神经网络模型中，检测出所述均值对应的零点修正值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波流量计包括至少一对超声换能器；获取所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，包括：

分别激励上游和/或下游的超声换能器多次发射超声波信号，相应的，在对向的下游和/或上游的超声换能器分别接收所述超声波信号；

计算多次上游的超声换能器发射超声波信号至对向的下游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第一均值，所述第一均值为所述超声波流量计对应的顺流传播时间；

计算多次下游的超声换能器发射超声波信号至对向的上游的超声换能器接收所述超声波信号的时间的第二均值，所述第二均值为所述超声波流量计对应的逆流传播时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述超声换能器发射的信号通过放大器来调节，所述放大器与数字电位器连接；所述方法还包括：

通过分别调节数字电位器的电阻来调整与所述上游和下游的超声换能器连接的放大器的增益。

6.一种超声波流量计数据修正***，其特征在于，包括：脉冲发射模块、上游超声换能器、下游超声换能器、信号处理模块、时间测量模块、数据存储模块和主控模块；

所述脉冲发射模块，与所述主控模块连接，用于向所述上游超声换能器和所述下游超声换能器发射激励脉冲信号；

所述上游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并根据所述激励脉冲信号向所述下游超声换能器发射超声波信号，以及接收下游超声换能器发射的超声波信号；

所述下游超声换能器，与所述信号处理模块连接，用于接收所述脉冲发射模块发射激励脉冲信号并将所述激励脉冲信号转化为超声波信号向所述上游超声换能器发出，以及接收上游超声换能器发射的超声波信号；

所述信号处理模块，与所述上游超声换能器和所述下游超声换能器连接，用于对超声波信号进行滤波、放大处理；

所述时间测量模块，与所述信号处理模块连接，用于根据经过滤波、放大处理后的信号，确定顺流传播时间和逆流传播时间；

所述数据存储模块，与所述主控模块连接，用于存储查找表，所述查找表包括所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值以及其对应的零点修正值；

所述主控模块，与所述时间测量模块和所述数据存储模块连接，用于执行如权利要求1-5任一项所述的超声波流量计数据修正方法。

7.一种超声波流量计数据修正装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取至少一次所述超声波流量计对应的顺流传播时间和逆流传播时间，其中，所述顺流传播时间为沿顺流方向发射和接收超声波的时间差，所述逆流传播时间为沿逆流方向发射和接收超声波的时间差；

计算模块，用于根据所述顺流传播时间和逆流传播时间，分别计算所述顺流传播时间和逆流传播时间的均值；

查找模块，用于在预置的查找表中查找所述均值对应的零点修正值；

修正模块，用于基于所述零点修正值，对零点进行修正，修正后的零点用于计算管道中流体的流速。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-5任一项所述的超声波流量计数据修正方法。

10.一种计算机程序，其特征在于，包括程序代码，当计算机运行所述计算机程序时，所述程序代码执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

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