基于超声波的液体流量测量控制方法、装置、设备以及介质与流程

本发明涉及超声波水表测量领域，尤其涉及基于超声波的液体流量测量控制方法、装置、设备以及介质。

背景技术：

1、水表是用来测量家庭或建筑物中水的使用量的仪器。水表通常安装在供水管道上，用于记录通过管道流过的水量。水表能够准确地记录水的使用量；水表通过定期检查水表的读数，可以了解家庭或建筑物的水使用情况，其有助于发现潜在的漏水问题或者异常的用水行为，及时采取措施减少浪费；水表的数据可以帮助供水公司管理水资源，进行供需平衡的规划，以及优化供水网络的运营。水表在现代生活中扮演着重要的角色，不仅帮助用户管理用水，还有助于保护环境和优化水资源利用。

2、超声波水表是一种先进的技术，用于测量水流量的仪表。超声波水表利用超声波技术来实现对水流量的精确测量，相比传统的机械水表具有更高的精度和稳定性。超声波水表内部配备了超声波传感器，通过水流过程中反射超声波的方式来测量水流速度；超声波传感器发射超声波信号，并计算超声波从发射到接收的时间差，通过这个时间差可以确定水流速度和流量。超声波水表精准度高和测量稳定性强。超声波水表通常以用户模式和检定模式进行区分，用户模式采样频率低，精度低，用户模式以精度的牺牲换取超声波水表寿命的延续；检定模式采样频率高，精度高，超声波水表寿命短。但对于居民用水而言，用水时段是较为集中的，部分时段用水低，甚至无用水，但无论是用户模式和检定模式均会保持一定测量频率，导致超声波水表依旧会发生损耗；部分时段用水非常高，此时无论采取用户模式和检定模式均难以适应突然的用水高峰，其精度均会下降。有鉴于此，亟需提出一种基于超声波的液体流量测量控制方法，用以改善上述情况。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供基于超声波的液体流量测量控制方法、装置、设备以及介质，解决了现有技术中超声波水表仅能定频测量且使用寿命难以保证的技术问题，实现了提高超声波水表的测量精度并延长使用寿命的技术效果。

2、第一方面，本技术提供了基于超声波的液体流量测量控制方法，方法包括：

3、获取目标总管段在第一预设时长内的平均流速与流速变化率，若平均流速高于流速阈值，且流速变化率高于流速变化率阈值，则执行以下步骤；

4、获取目标超声波水表的预设声波频率，目标超声波水表与目标总管段一一对应；

5、根据目标超声波水表的预设声波频率以及第二预设时长，确定若干组渡越时间差值；

6、针对每组渡越时间差值，执行步骤s141-s142，包括：

7、步骤s141，根据渡越时间差值，确定目标总管段在该组渡越时间差值下对应的管段流量；

8、步骤s142，根据该组渡越时间差值、初始管段压力、该组渡越时间差值下对应的管段流量以及目标总管段的管段参数，确定在该组渡越时间差值下对应的管段压力，管段参数至少包括平均横截面积、管段阻力损失系数、管段长度以及管段高程差；

9、根据若干组渡越时间差值下对应的管段压力，以及目标总管段在第二预设时长内的平均压力，确定在第二预设时长内的最小均压力偏差；

10、根据第二预设时长的最小均压力偏差、若干组渡越时间差值下的管段压力的最大值、若干组渡越时间差值下的管段压力的最小值以及预设声波频率，确定第一声波频率；

11、判断第一声波频率与预设声波频率之间的差异是否处于预设声波变化范围内；

12、若在，则将第一声波频率作为目标超声波水表的目标声波频率，并控制目标超声波水表以目标声波频率运行。

13、进一步地，方法还包括：

14、判断目标总管段在第一预设时长内的平均流速是否低于流速阈值，且流速变化率是否低于流速变化率阈值；

15、若均低于，则判断目标总管段在第一预设时长内的平均流速是否为0；

16、若为0，则获取目标超声波水表对应的目标用户的历史用水数据；

17、根据历史用水数据，划分得到目标用户的用水时段，和每个用水时段对应的用水概率；

18、确定当前时刻在对应的用水时段的用水概率，若该用水概率低于预设用水概率阈值；

19、则确定当前时刻距离下一用水时段的时间长度；

20、若下一用水时段的时间长度低于预设时间长度，则判断下一用水时段的用水概率是否也低于用水概率阈值；

21、若也低于，则控制目标超声波水表保持静默。

22、进一步地，若差异不处于预设声波变化范围内，方法包括：

23、确定预设声波变化范围的范围极值，范围极值包括范围最大值和范围最小值；

24、确定第一差值分别与范围最大值之间的差值绝对值，和与范围最小值之间的差值绝对值，其中，第一差值为第一声波频率与预设声波频率之间的绝对值差值；

25、根据两个差值绝对值中更小的差值绝对值对应的范围极值和预设声波频率，确定目标声波频率，并控制目标超声波水表以目标声波频率运行。

26、进一步地，根据第二预设时长的最小均压力偏差、若干组渡越时间差值下的管段压力的最大值、若干组渡越时间差值下的管段压力的最小值以及预设声波频率，确定第一声波频率，包括：

27、根据若干组渡越时间差值下的管段压力的最大值与若干组渡越时间差值下的管段压力的最小值，确定压力差值；

28、根据压力差值与最小均压力偏差，确定压力波动率；

29、根据压力波动率与预设声波频率，确定第一声波频率。

30、进一步地，根据历史用水数据，划分得到目标用户的用水时段，和每个用水时段对应的用水概率，包括：

31、根据历史用水数据，划分得到集中用水时段、静默用水时段以及零散用水时段；

32、将历史用水数据中，历史每天的集中用水时段的用水量、历史每天的静默用水时段的用水量以及历史每天的零散用水时段的用水量，输入预设神经网络模型中，分别得到集中用水时段的用水概率、静默用水时段的用水概率以及零散用水时段的用水概率。

33、进一步地，在获取若干组渡越时间差值之后，方法还包括：

34、根据预设声波频率，确定标准渡越时间差；

35、根据标准渡越时间差、若干组渡越时间差值以及组数，确定最小均时间偏差；

36、根据若干组渡越时间差值中的最大值、若干组渡越时间差值中的最小值、最小均时间偏差以及预设声波频率，确定目标声波频率，并控制目标超声波水表以目标声波频率运行。

37、进一步地，方法还包括：

38、若目标总管段在第一预设时长内的平均流速低于流速阈值，或目标总管段在第一预设时长内的流速变化率低于流速变化率阈值，则控制目标超声波水表以预设声波频率运行。

39、第二方面，本技术提供了基于超声波的液体流量测量控制装置，装置包括：

40、判断模块，用于获取目标总管段在第一预设时长内的平均流速与流速变化率，若平均流速高于流速阈值，且流速变化率高于流速变化率阈值，则执行以下步骤；

41、获取模块，用于获取目标超声波水表的预设声波频率，目标超声波水表与目标总管段一一对应；

42、差值确定模块，用于根据目标超声波水表的预设声波频率以及第二预设时长，确定若干组渡越时间差值；

43、压力确定模块，用于针对每组渡越时间差值，执行步骤s141-s142，包括：

44、步骤s141，根据渡越时间差值，确定目标总管段在该组渡越时间差值下对应的管段流量；

45、步骤s142，根据该组渡越时间差值、初始管段压力、该组渡越时间差值下对应的管段流量以及目标总管段的管段参数，确定在该组渡越时间差值下对应的管段压力，管段参数至少包括平均横截面积、管段阻力损失系数、管段长度以及管段高程差；

46、偏差确定模块，用于根据若干组渡越时间差值下对应的管段压力，以及目标总管段在第二预设时长内的平均压力，确定在第二预设时长内的最小均压力偏差；

47、频率确定模块，用于根据第二预设时长的最小均压力偏差、若干组渡越时间差值下的管段压力的最大值、若干组渡越时间差值下的管段压力的最小值以及预设声波频率，确定第一声波频率；

48、范围判断模块，用于判断第一声波频率与预设声波频率之间的差异是否处于预设声波变化范围内；

49、控制运行模块，用于第一声波频率若在预设声波变化范围内时，则将第一声波频率作为目标超声波水表的目标声波频率，并控制目标超声波水表以目标声波频率运行。

50、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括：

51、处理器；

52、用于存储处理器可执行指令的存储器；

53、其中，处理器被配置为执行以实现如第一方面提供的基于超声波的液体流量测量控制方法。

54、第四方面，本技术提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行实现如第一方面提供的基于超声波的液体流量测量控制方法。

55、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

56、本技术基于第一预设时长内的平均流速与流速变化率，可以将目标超声波水表的模式区分为定频模式或变频模式，保证超声波水表的测量精度的同时，还可以延长目标超声波水表的使用寿命；本技术通过确定最小均压力偏差，将目标总管段内的压力变化直接与目标超声波水表的测量频率进行关联，可以是目标超声波水表的测量频率完全匹配目标总管段内的压力变化、流速变化以及流量变化，使得目标超声波水表的测量精度更高，并且本技术还通过预设声波变化范围对第一声波频率变化的幅度进行限制，避免了损伤目标超声波水表，延长了使用寿命。

57、进一步讲，本技术还通过划分用水时间以及获取每个时段的用水概率，以及对流速、本时段的用水时段、下一时段的用水概率进行判断，可以准确确定目标超声波水表是否需要保持静默，避免了目标超声波水表无意义的工作，延长了使用寿命，并且限制了目标超声波水表随意保持静默；也延长了目标超声波水表的使用寿命。

58、在进一步讲，本技术在获取若干组渡越时间差值之后，直接利用预设声波频率、以及若干渡越时间差值直接确定目标声波频率，其计算量更小、计算效率更高，能更迅速确定目标超声波水表的目标声波频率。