在仪表中测量水温的方法技术

一种用于在仪表(1)中测量水温的测量方法,并且包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
在仪表中测量水温的方法


[0001]本专利技术涉及测量水消耗的仪表的领域，并且尤其涉及热水仪表和热能仪表。

技术介绍

[0002]超声水表通常包括水流过的管道和两个压电换能器，压电换能器包括上游换能器和下游换能器。换能器被放置在管道中限定的路径末端，并且该路径的长度是精确已知的。上游换能器发射超声测量信号，该信号沿从上游到下游的路径传播，并由下游换能器接收。下游换能器发射超声测量信号，该信号沿从下游到上游的路径传播，并由上游换能器接收。水的平均速度是根据行程时间之间的差值估计的，并且水的流速是根据其平均速度计算的。
[0003]能够测量仪表中的水温是有利的，尤其是使用热水表和热能表(TEM)，其能够处置高达130℃的温度的水。
[0004]具体而言，配水商和客户两者都希望获得该信息。当该信息可用时，水温的测量值将显示在仪表的LCD屏幕上，并通过无线链路传输至配水商。
[0005]参考图1，已知对于给定的水流速，例如6升/小时(L/h)，与流速有关的计量误差(曲线C1)取决于水温。因此，准确了解水温非常重要，以便能够对流速测量进行适当的校正，并且从而确保测量性能符合oiml r 49标准，该标准要求测量精度在
±
5％以内。
[0006]因此，在热水表或热能表中安装温度探头是非常常规的。
[0007]应该观察到，在测量热能时，客户的设施中通常使用两个温度探头：一个探头位于设施入口处(位于仪表中)，而另一探头位于设施出口处。
[0008]在仪表中存在探头自然会增加仪表的成本，并降低其可靠性。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是降低成本并提高水表的可靠性，但不降低其进行的测量的准确性。
[0010]为了实现此目的，提供了一种用于测量水温的测量方法，该方法至少部分在仪表中执行，并且包括以下步骤：
[0011]·
使仪表的发射器换能器发出超声测量信号，并在该超声测量信号已经在水中沿着定义长度的路径行进后收到该超声测量信号时采集由仪表的接收器换能器产生的电测量信号；
[0012]·
测量该超声测量信号在水中的速度；
[0013]·
测量电测量信号的电平；
[0014]·
使用电测量信号的电平来确定水温小于还是大于对应于一曲线中的拐点的拐点温度，该曲线绘制根据水温的水中声速；
[0015]·
在水温小于拐点温度的情况下通过使用第一公式，而在水温大于拐点温度的情况下通过使用第二公式，来根据超声测量信号的速度估计水温。
[0016]因此，本专利技术的测量方法使得根据超声测量信号的速度来估计水温成为可能。
[0017]不幸的是，绘制根据水温的水中声速的曲线在拐点温度处呈现拐点，以这种方式，相同的声速可以对应于两个不同水温。
[0018]幸运的是，由接收器换能器接收到的电测量信号的电平因变于水温成几乎线性地变化。因此，电测量信号的电平被用于确定水温是位于拐点之前还是之后，从而使选择“正确”公式用于准确估计与超声测量信号的测得速度相对应的“正确”温度成为可能。因此，即使对于超过拐点温度的温度而言，水温也以非常准确的方式来测量。
[0019]因此，测得的水温可被用于校正水的流速的测量，从而使其流速的测量非常准确，即使水表中没有温度探头。
[0020]对于热水表，因此不再需要为所述仪表提供温度探头。
[0021]当测量热能时，可以省略仪表中的探头，并且进行测量只需要一个探头(位于设施出口处)。
[0022]因此，水表更便宜并且更可靠。
[0023]还提供了如上所述的测量方法，包括，为确定水温小于还是大于拐点温度，将电测量信号的电平与等于电测量信号的第一参考电平乘以参考因子的预定义阈值进行比较的步骤，第一参考电平是在校准仪表的阶段期间当水温等于第一参考温度时先前测量的，并且参考因子对应于电测量信号的电平变化(variation)，该电测量信号的电平变化是根据第一参考温度和拐点温度之间的温差预期的。
[0024]还提供了如上所述的测量方法，其中在将仪表投入使用之前，参考因子是根据当水温等于第二参考温度时所测得的电测量信号的至少一个第二参考电平以及当水温等于第三参考温度时根据所测得的电测量信号的第三参考电平来计算的。
[0025]还提供了如上所述的测量方法，其中第二参考电平和第三参考电平是在校准所述仪表的阶段期间测量的，然后参考因子是因所述仪表而异的。
[0026]还提供了如上所述的测量方法，其中第二参考电平和第三参考电平是针对与所述仪表类似的多个其他仪表来测量的，并且参考因子则是对于多个仪表而言是共用的。
[0027]还提供了如上所述的测量方法，还包括通过使用超声测量信号的速度来估计水的流速的步骤，以及通过使用如由测量方法估计的水温来校正水的流速的步骤。
[0028]还提供了如上所述的测量方法，其中第一公式和第二公式分别来自因变于水温的水中声速的第一方程和第二方程，第一方程和第二方程是二次方程。
[0029]还提供了如上所述的测量方法，其中第一方程是：
[0030]Vs＝0.0325
×
T2+4.4218
×
T+1403.9
[0031]而第二方程是：
[0032]Vs＝0.0101
×
T2+1.226
×
T+1518.8，
[0033]其中Vs是水中的声速，并且其中T是水温。
[0034]还提供了如上所述的测量方法，其中电测量信号的电平等于多个波瓣的幅度的均值，所述波瓣位于电测量信号的一部分的中间，其中所述电测量信号呈现基本上恒定的幅度。
[0035]还提供了如上所述的测量方法；其中拐点温度位于74℃
±
2℃的范围中。
[0036]还提供了一种仪表，其包括至少一个换能器和处理器组件，该仪表被布置成执行
上述测量方法。
[0037]还提供了如上所述的仪表，该仪表是水表。
[0038]还提供了如上所述的仪表，该仪表是热能表。
[0039]还提供了一种计算机程序，其包括致使如上所述的仪表的处理器组件执行上述测量方法的步骤的指令。
[0040]还提供了一种计算机可读存储介质，其存储上述计算机程序。
[0041]本专利技术可以鉴于以下对本专利技术的特定非限定性实现的描述而被更好地理解。
附图说明
[0042]参考附图，在附图中：
[0043][图1]图1示出了包括计量误差曲线的图表，该曲线涉及针对流速为6L/h因变于水温的水的流速的测量；
[0044][图2]图2示出了执行本专利技术的水表的超声测量设备；
[0045][图3]图3示出包括曲线的图表，该曲线绘制因变于温度的水中声速的变化；
[0046][图4]图4示出了包括曲线的图表，该曲线绘制在74℃的拐点之前近似于图3的曲线的二次函数；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量水温的测量方法，所述方法至少部分地在仪表(1)中执行并且包括以下步骤：
·
使所述仪表(1)的发射器换能器(3a)发出超声测量信号(8)，并在所述超声测量信号已经在所述水中沿着定义长度(L)的路径行进后收到所述超声测量信号时采集由所述仪表(1)的接收器换能器(3b)产生的电测量信号(Sm)；
·
测量所述超声测量信号在所述水中的速度；
·
测量所述电测量信号(Sm)的电平；
·
使用所述电测量信号的所述电平来确定所述水的温度小于还是大于对应于一曲线中的拐点的拐点温度，所述曲线绘制因变于所述水的温度的水中声速；
·
在所述水的温度小于所述拐点温度的情况下则通过使用第一公式，而在所述水的温度大于拐点温度的情况下通过使用第二公式，来根据所述超声测量信号的速度估计所述水的温度。2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，包括为确定所述水的温度小于还是大于所述拐点温度，将所述电测量信号的所述电平与等于所述电测量信号的第一参考电平乘以参考因子的预定义阈值进行比较的步骤，所述第一参考电平是在校准所述仪表(1)的阶段期间当所述水的温度等于第一参考温度时先前测量的，并且所述参考因子对应于所述电测量信号的所述电平的变化，所述电测量信号的所述电平的变化是根据所述第一参考温度和所述拐点温度之间的温差来预期的。3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，在将所述仪表(1)投入使用之前，所述参考因子是根据当所述水的温度等于第二参考温度时所测得的电测量信号的至少一个第二参考电平以及当所述水的温度等于第三参考温度时所测得的电测量信号的第三参考电平来计算的。4.如权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述第二参考电平和所述第三参考电平是在校准所述仪表(1)的阶段期间测量的，然后所述参考因子是因所述仪表(1)而异的。5.如权利要求3所述的测量方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：萨基姆通讯能源及电信联合股份公司，
类型：发明
国别省市：