[发明专利]全温度范围超声波流量计量高精度低功耗补偿方法

摘要

本发明涉及一种全温度范围超声波流量计量高精度低功耗补偿方法。其特点是，包括如下步骤：(1)首先微控制器MCU发出超声波时差检测命令，通过超声波驱动电路驱动超声波换能器分别检测顺流时和逆流时超声波的传播时间，得到顺流传播时间T1和逆流传播时间T2，控制超声波检测频率为4Hz即250ms检测一次。本发明方法通过超声波测得的时差反算出水温，同时基于雷诺数分段的方法，对温度在0℃—50℃温度范围的水介质进行流量精度补偿，使超声波水表在低功耗的前提下，精度更高，更稳定。

主权项

1.一种全温度范围超声波流量计量高精度低功耗补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先微控制器MCU发出超声波时差检测命令，通过超声波驱动电路驱动超声波换能器分别检测顺流时和逆流时超声波的传播时间，得到顺流传播时间T1和逆流传播时间T2，控制超声波检测频率为4Hz即250ms检测一次；(2)通过顺流传播时间T1和逆流传播时间T2，运用公式计算出当前的超声波速度C，单位为m/s，其中L代表两个换能器之间的有效长度，再通过该超声波速度运用公式C＝1447.59+3.68(t‑10)‑0.0279(t‑10)2计算出此时的水温t，单位为℃；(3)通过超声波时间差ΔT＝T2‑T1以及公式其中v、L、C分别代表流体的流速、两个换能器之间的有效长度和超声波的速度，计算出初始流量值，通过雷诺数公式Re＝ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度和黏性系数，而d为管道直径，当得出的雷诺数小于等于临界雷诺数Re＝2300时为层流状态，当得出的雷诺数大于临界雷诺数Re＝2300时为紊流状态；(4)根据流体力学的半经验公式，线平均流速v_m与面平均流速之关系为式中k为流体动力学修正系数，针对当前雷诺系数所在范围对校准程序进行分段，层流状态为第一段，此时k＝4/3，紊流状态为第二段，在第二段内，不同的雷诺系数值所得出的流体力学修正系数k不同，具体是当临界雷诺数Re>10⁵时当临界雷诺数Re≤10⁵时k＝1+0.2488Re^‑0.125。