[发明专利]超声波水表的时间系数标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波流量检测技术领域，特别涉及一种超声波水表的时间系数标定方法。

背景技术

超声波水表是采用超声波时差原理，采用工业级电子元器件制造而成的全电子水表，与机械式水表相比较具有精度高，可靠性好，量程比宽，使用寿命长，无任何活动部件，无需设置参数，任意角度安装等优点，随着社会的进步，超声波水表的使用越来越广。

超声波水表在测量时，利用超声波脉冲在流体中顺流传播时间和逆流传播时间的差值来测量流体流速，再根据管道截面面积计算出管道内流体的流量。在测量时，由于超声波在水中传播速度很快，无论是顺流传播时间还是逆流传播时间都很小，故对时间的测量精度要求很高。现有的测量都是使用一个高频计数时钟，超声波脉冲在流体顺流传播过程中，即从发射到接收的过程中计数器对高频计数时钟进行计数，其顺流传播时间t就是计数值L除以高频计数时钟的频率f；逆流传播时间同理，也是通过计数器的计数值计算得出的。只要高频计数时钟的频率保持不变，根据其计算出来的顺流传播时间、逆流传播时间都是准确的，由此算出来的流体流量也自然是准确的，但实际应用中，高频计数时钟的频率不可能维持一个常数不变，其会受到环境温度、电压等多方面因素影响而产生波动，对于超声波水表这种精密仪器来说，这种波动所允许的误差很小，超出误差范围就会导致计量结果不准确，故急需一种方案能够对高频计数时钟的频率波动进行监控和校准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波水表的时间系数标定方法，能够有效地对高频计数时钟的计数值进行修正，保证超声波水表测试的准确性。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种超声波水表的时间系数标定方法，包括如下步骤：电路产生n个稳定的基准频率为f_clb的连续低频方波信号，将此信号输入计数器模块并使用高频计数时钟对此信号的一个周期宽度进行计数得到计数值，其中高频计数时钟的频率f_h＞100f_clb，第i个低频方波信号的周期计数值为L_i，i∈{1，2，3，…，n}，判断计数值L_i是否超过设定的阈值L₀，并判断时钟频率偏差系数f_Δ＝[(L₁＋L₂＋…＋L_n)－L_x]×100%/L_x是否超过设定的阈值f₀；电路产生宽度分别为m₁/f_h、m₂/f_h的脉冲信号并将这两个信号输入计数器模块，使用高频计数时钟进行宽度检测分别得到计数值L_m1和L_m2，其中m₂≥3m₁，判断计数值L_m1、L_m2是否超过阈值L₀，并判断放大倍数β＝(L_m2－L_m1)/(m₂－m₁)是否超过阈值β₀；若以上判断均未超出阈值，令时间系数p＝1/[(1＋f_Δ)×f_h×β]，超声波在工作时获得的计数值为L，则超声波实际传播时间t＝L×p；有任何一项超出阈值，超声波水表给出错误提示并停止流量检测。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过产生一定频率或一定宽度的脉冲信号，使用高频计数时钟对这些信号进行检测，一旦检测结果不在设定的阈值内，则可认定高频计数时钟出现故障或误差过大，此时检测出来的流量就不准确，超声波水表就需要进行检修，通过本方法判定后的高频计数时钟计数结果准确，得到的超声波传播时间非常的精确，自然也使得超声波水表对流体流量的检测非常准确。

附图说明

图1a、1b是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合图1，对本发明做进一步详细叙述。