【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流量测量领域，具体涉及一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法、装置及设备。
技术介绍
1、燃气计量领域的超声计量技术是一种利用超声波传播和测量原理来实现燃气流量计量的技术，相对于膜式燃气表复杂的机械结构，全电子式的超声计量技术具有更高的准确性、更广泛的测量范围、更高的可靠性和稳定性，以及更好的耐污染能力等优势。
2、目前，超声计量技术获得了较快的发展，其中在计算瞬时流量时，要先获得瞬时声速，业内瞬时声速的计算，主流的相关法，阈值法是以超声波在声程a内的渡越时间b1和b2为参量，常见的做法是将瞬时流量下的瞬时声速的计算近似为零流量下的声速，即瞬时声速c0＝a/(b1+b2)，这样随着流量的增大，其误差将增大。
3、因此，目前超声波流量计的瞬时声速计算方式存在计算结果不够准确的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法、装置及设备，以解决或部分解决超声波流量计的瞬时声速计算方式存在计算结果不够准确的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，包括：获取超声波流量计中超声信号的顺行传播时间关于瞬时声速的第一表达式和逆行传播时间关于所述瞬时声速的第二表达式，其中，所述第一表达式和所述第二表达式均基于换能器的安装位置参数及换能器的能量转换动作延迟构建；获取超声波流量计中换能器的所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间；结合所
3、本专利技术的一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，通过获取超声波流量计中超声信号的顺行传播时间关于瞬时声速的第一表达式和逆行传播时间关于瞬时声速的第二表达式，其中，第一表达式和第二表达式均基于换能器的安装位置参数及换能器的能量转换动作延迟构建，获取超声波流量计中换能器的安装位置参数、能量转换动作延迟、顺行传播时间和逆行传播时间，结合安装位置参数、能量转换动作延迟、顺行传播时间和逆行传播时间对第一表达式和第二表达式进行求解获得瞬时声速，能够准确地得到瞬时声速，进而能够以该瞬时声速计算瞬时流量，使得超声波流量计的测量结果更加准确。
4、可选地，所述安装位置参数包括超声路径与管道的水平夹角、超声信号传播的管道路径和换能器安装腔道路径；所述第一表达式为：
5、tup＝2l/(c0+v0cosθ)+2dl/c0+tdelay
6、所述第二表达式为：
7、tdown＝2l/(c0-v0cosθ)+2dl/c0+tdelay
8、式中，tup为所述顺行传播时间，tdown为所述逆行传播时间、l为所述超声信号传播的管道路径、dl为所述换能器安装腔道路径、θ为所述超声路径与管道的水平夹角、tdelay为所述能量转换动作延迟，v0为管道中流体的流速，c0为所述瞬时声速。
9、在该方式中，根据换能器的能量转换动作延迟、超声路径与管道的水平夹角、超声信号传播的管道路径和换能器安装腔道路径构建第一表达式和第二表达式，可以减少由于设备延迟带来的误差，从而提高测量结果的准确性。
10、可选地，所述结合所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间对所述第一表达式和所述第二表达式进行求解获得所述瞬时声速，包括：将所述顺行传播时间减去所述能量转换动作延迟得到第一时间参数，将所述逆行传播时间减去所述能量转换动作延迟得到第二时间参数；结合所述安装位置参数、所述第一时间参数和所述二时间参数对所述第一表达式和所述第二表达式进行求解得到第一瞬时声速计算公式；基于所述第一瞬时声速计算获得所述瞬时声速。
11、在该方式中，通过减去所述能量转换动作延迟得到第一时间参数和第二时间参数，可以简化后续求解过程，减少计算功耗。
12、可选地，所述第一瞬时声速计算公式为：
13、
14、式中，t1为所述第一时间参数，t2为所述第二时间参数。
15、该公式有助于简化计算过程，同时保持了测量的高精度。
16、可选地，所述基于所述第一瞬时声速计算获得所述瞬时声速，包括：对所述第一瞬时声速计算公式进行简化获得第二瞬时声速计算公式；根据预设工况下的管道中流体的流速和标准瞬时声速计算获得所述第一时间参数的参考值和所述第二时间参数的参考值；根据所述第一时间参数的参考值和所述第二时间参数的参考值计算所述第二瞬时声速计算公式相对所述第一瞬时声速计算公式的计算误差；比较所述计算误差和预设精度阈值，当所述计算误差小于所述预设精度阈值时，采用第二瞬时声速计算公式计算获得所述瞬时声速。
17、通过简化第一瞬时声速计算公式，减少了计算复杂性，同时通过比较计算误差和预设精度阈值，确保了在满足精度要求的情况下使用简化后的第二瞬时声速计算公式，这样可以在保证测量精度的同时提高计算效率。
18、可选地，所述第二瞬时声速计算公式为：
19、
20、第二瞬时声速计算公式有助于在保持足够精度的同时，提高计算速度和效率。
21、可选地，所述能量转换动作延迟的获取步骤包括：获取管道中填充氮气工况下，零流量时的所述顺行传播时间或零流量时的所述逆行传播时间；结合所述第一表达式和零流量时的所述顺行传播时间计算得到所述能量转换动作延迟，或结合所述第二表达式和零流量时的所述逆行传播时间计算得到所述能量转换动作延迟。
22、通过在零流量条件下测量顺行或逆行传播时间来确定能量转换动作延迟，这种方法可以确保在实际测量中排除设备延迟对测量结果的影响，从而提高测量的准确性和可靠性。
23、第二方面，本专利技术提供了一种基于超声波流量计的瞬时声速确定装置，包括：表达式获取模块，用于获取超声波流量计中超声信号的顺行传播时间关于瞬时声速的第一表达式和逆行传播时间关于所述瞬时声速的第二表达式，其中，所述第一表达式和所述第二表达式均基于换能器的安装位置参数及换能器的能量转换动作延迟构建；参数获取模块，用于获取超声波流量计中换能器的所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间；瞬时声速求解模块，用于结合所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间对所述第一表达式和所述第二表达式进行求解获得所述瞬时声速。
24、第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法。
25、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于超声波流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述安装位置参数包括超声路径与管道的水平夹角、超声信号传播的管道路径和换能器安装腔道路径；
3.根据权利要求2所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述结合所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间对所述第一表达式和所述第二表达式进行求解获得所述瞬时声速，包括：
4.根据权利要求3所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述第一瞬时声速计算公式为：
5.根据权利要求4所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述基于所述第一瞬时声速计算获得所述瞬时声速，包括：
6.根据权利要求5所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述第二瞬时声速计算公式为：
7.根据权利要求1所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述能量转换动作延迟的获取步骤包括：
8.一种基于超声波流量
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法。
10.一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上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述安装位置参数包括超声路径与管道的水平夹角、超声信号传播的管道路径和换能器安装腔道路径；
3.根据权利要求2所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述结合所述安装位置参数、所述能量转换动作延迟、所述顺行传播时间和所述逆行传播时间对所述第一表达式和所述第二表达式进行求解获得所述瞬时声速，包括：
4.根据权利要求3所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述第一瞬时声速计算公式为：
5.根据权利要求4所述的基于超声波流量计的瞬时声速确定方法，其特征在于，所述基于所述第一瞬时声速计算获得所述瞬时声速，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯显裕，赵健波，吴斌，杨丽洋，
申请(专利权)人：浙江正泰仪器仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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