一种实现零点动态实时校准的超声水表及其校准方法与流程

本发明属于超声测速技术、具体涉及一种实现零点动态实时校准的超声水表及其校准方法。

背景技术：

随着智能水表的测量可视化以及数据智能化的管理，导致智能水表在市场上不断的被自来水公司不断接受，每年投入使用的数量急剧增加。但是智能水表也存在其比较致命的问题，就是零点的问题。零点，就是在水流完全静止状态下，智能水表显示的流量数值，以下统称为静态零点值。一般智能水表采用切除的方式解决这个问题。但是随着时间和环境的变化、传感器、线路板的老化以及水质变化等，造成零点仍然会发不断的发生变化，所以切除并不能完全彻底的解决这个问题。

如图1-图2所示，传统的超声水表(或超声流量计，通过测量流速换算流量)采用数对上下平行设置于管段1上的超声流量传感器2，并呈与管内流体流向呈一定倾角进行检测流速，再根据设定的静态零点值进行相减，计算出最终的流速值，但是由于上述原因，该静态零点值实际并非是一个定值，存在波动，会导致最终的测量值存在一定的误差，这是整个超声水表行业内始终未能很好解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现零点动态实时校准的超声水表及其校准方法，通过设置于管内流体流向垂直的零点检测传感器，对被测管段内的零点值进行实时动态测量，从而提高最终流速值的精确度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一方面，一种实现零点动态实时校准的超声水表，包括水表管段及设于管段两侧且测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器，用以沿倾角方向实时测量管内流体流速，还包括设于管段两侧且测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，用以测量管内零点动态值。

所述超声流量传感器为斜插式，沿倾角方向插装在管段上。

所述超声流量传感器为至少两对，呈上下平行安装。

所述零点校准传感器为一对，沿管内流体流向垂直方向插装在管段上。

另一方面，一种实现零点动态实时校准的超声水表的校准方法，在管段两侧设置测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器，用以沿倾角方向测量管内流体流速；在管段两侧设置测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，用以测量管内零点动态值；通过超声流量传感器与零点校准传感器交替测量，并根据零点校准传感器实测的零点动态值对流速值进行修正。

所述修正公式为：流速值＝流速实测值-静态零点值×零点实测变化率；零点实测变化率＝零点实测动态值/零点测量初始值。

采用本发明的一种实现零点动态实时校准的超声水表及其校准方法，通过在管段上安装一对测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，其所检测的管内流体流速理想情况下始终为0，因此其实际初始测得的值为零点测量初始值，而之后则可在线获得管内的零点实际动态值，并以此获得零点实测变化率，用于超声水表的流量检测校准，以提高其测量精度，减少因时间和环境的影响而造成测量数值不准，不够精确的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对发明进行详细说明：

图1是现有技术的超声水表的结构示意图。

图2是现有技术的超声水表的俯视示意图。

图3是本发明的超声水表的结构示意图。

图4是本发明的超声水表的俯视示意图。

图5是沿图4中a-a线的剖视图。

图6是沿图4中d-d线的剖视图。

具体实施方式

本发明的实现零点动态实时校准的超声水表及其校准方法如图3-图6所示，其与现有技术相同的是，同样也包括水表管段1及设于管段1两侧且测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器2，用以沿倾角方向实时测量管内流体流速，不同的是，还包括设于管段1两侧且测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器3，用以实时测量管内零点值。

作为一个实施例，所述超声流量传感器2采用斜插式，沿倾角方向插装在管段1上。而所述超声流量传感器2为至少两对，每对由一发射器和一接收器组成，在管段1两侧沿倾角方向相对设置，两对之间则呈上下平行安装。

作为一个实施例，所述零点校准传感器3可采用一对超声波传感器，也一发射器和一接收器组成，沿管内流体流向垂直方向相对插装在管段1上，由于该零点校准传感器3的检测方向与管内流体流向相垂直，因此其所检测的管内流体流速理想情况下始终为0，因此其实际初始测得的值为零点测量初始值，而之后则可在线获得管内的零点实际动态值，并以此获得零点实测变化率，用于超声水表的流量检测校准，以提高其测量精度。

采用本发明的实现零点动态实时校准的超声水表的校准方法，主要为在管段1两侧设置测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器2，用以沿倾角方向实时测量管内流体流速，获得流速实测值；在管段1两侧设置测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器3，用以实时测量管内零点波动，以获得零点实测动态值；通过超声流量传感器2与零点校准传感器3交替测量，并根据零点校准传感器3的零点实测动态值对流速值进行修正，具体修正公式如下：流速值＝流速实测值-静态零点值×零点实测变化率；零点实测变化率＝零点实测动态值/零点测量初始值，其中，零点测量初始值为零点校准传感器3在初始时测得的数值，随着时间和环境等因素变化，再测得的数值即零点实测动态值会发生一定的变化，通过该方法的校准，可使得最终获得的流速值更加精确，减少误差。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：

1.一种实现零点动态实时校准的超声水表，包括水表管段及设于管段两侧且测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器，用以沿倾角方向实时测量管内流体流速，其特征在于：还包括设于管段两侧且测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，用以测量管内零点动态值。

2.根据权利要求1所述的实现零点动态实时校准的超声水表，其特征在于：所述超声流量传感器为斜插式，沿倾角方向插装在管段上。

3.根据权利要求1或2所述的实现零点动态实时校准的超声水表，其特征在于：所述超声流量传感器为至少两对，呈上下平行安装。

4.根据权利要求1所述的实现零点动态实时校准的超声水表，其特征在于：所述零点校准传感器为一对，沿管内流体流向垂直方向插装在管段上。

5.根据权利要求1所述的一种实现零点动态实时校准的超声水表的校准方法，其特征在于：在管段两侧设置测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器，用以沿倾角方向测量管内流体流速；在管段两侧设置测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，用以测量管内零点动态值；通过超声流量传感器与零点校准传感器交替测量，并根据零点校准传感器实测的零点动态值对流速值进行修正。

6.根据权利要求5所述的一种校准方法，其特征在于：所述修正公式为：所述修正公式为：流速值＝流速实测值-静态零点值×零点实测变化率；零点实测变化率＝零点实测动态值/零点测量初始值。

技术总结
本发明公开了一种实现零点动态实时校准的超声水表包括水表管段及设于管段两侧且测量方向与管内流体流向呈倾角的超声流量传感器，用以沿倾角方向实时测量管内流体流速，还包括设于管段两侧且测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，用以实时测量管内零点值。本发明还公开了一种该超声水表的校准方法。通过在管段上安装一对测量方向与管内流体流向垂直的零点校准传感器，其所检测的管内流体流速理想情况下始终为0，因此其实际初始测得的值为零点测量初始值，而之后则可在线获得管内的零点实际动态值，并以此获得零点实测变化率，用于超声水表的流量检测校准，以提高其测量精度，减少因时间和环境的影响而造成测量数值不准，不够精确的问题。

技术研发人员：叶际村
受保护的技术使用者：上海迪伏若流量仪表事务所
技术研发日：2020.04.30
技术公布日：2020.06.30