專利名稱：遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儀器儀表測量領(lǐng)域，是一種遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的遠(yuǎn)傳水表是機(jī)械式水表，它包括旋翼式、螺翼式等種類，而測量水量的傳感器是翼形葉輪，安裝在遠(yuǎn)傳水表的測水室并與管道水流直接接觸以實(shí)現(xiàn)對通過管道水量的測量。翼形葉輪測量水量的原理是利用管道中的水流動力，沖擊翼形葉輪旋轉(zhuǎn)，通過實(shí)驗(yàn)的方法獲知翼形葉輪的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)，即翼形葉輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)與所通過體積流量的關(guān)系。目前，遠(yuǎn)傳水表幾乎都是在現(xiàn)行機(jī)械式水表的基礎(chǔ)上，加裝采集翼形葉輪旋轉(zhuǎn)信息的傳感器，如干簧管傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器、電感元件、電極式傳感器等，實(shí)現(xiàn)把水表翼形葉輪旋轉(zhuǎn)信息采集出來并傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理與控制，實(shí)現(xiàn)對水表測量水量的采集、記錄、保存及信息遠(yuǎn)距離傳送。
設(shè)水表采集一次水量信息的時(shí)間為t，則由水表翼形葉輪的流量系數(shù)就可確定流過水表的水量Z 式中，為翼形葉輪的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)，βk為水表第k個(gè)t內(nèi)翼形葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)。
現(xiàn)行遠(yuǎn)傳水表就是根據(jù)上述原理和公式(1)確定流過水表的水量的。雖然遠(yuǎn)傳水表能極大地減輕人工讀表計(jì)費(fèi)的工作量，并具有很高的可靠性。然而，現(xiàn)行遠(yuǎn)傳水表的測量精度為在小流量區(qū)域即從最小流量至分界流量的流量測量誤差為5％，在中、高流量區(qū)域即從分界流量至過載流量的流量測量誤差為2％。由此可見，現(xiàn)行遠(yuǎn)傳水表測量水量的精度不高，還不能達(dá)到人們所期望的在0.5％以內(nèi)的水量測量誤差精度，這也是目前遠(yuǎn)傳水表所存在的不足。由于遠(yuǎn)傳水表內(nèi)置有數(shù)據(jù)處理的單片機(jī)，這為提高遠(yuǎn)傳水表的測量精度，提供了潛在的技術(shù)可能性。
申請?zhí)枮?2123596的發(fā)明專利公開了一種“熱量表流量及溫度的測量修正方法”，在該方法中，為使機(jī)械式熱量表流量測量精度提高，提出了對每個(gè)機(jī)械式熱量表中的流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)施動態(tài)整體修正，即把待校熱量表的流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)流量表在不同特征流量點(diǎn)作對比，把標(biāo)定后的流量系數(shù)#作為計(jì)算流量的依據(jù)，按類似公式(1)的如下公式，計(jì)算通過流量計(jì)的流量ZZ＝β/#(2)該方法具有可降低熱量表元器件成本、提高機(jī)械式熱量表流量測量精度的優(yōu)點(diǎn)。但是，從該發(fā)明所公開的技術(shù)方案中，無法得知流量系數(shù)#是如何獲得，以及如何使用。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有遠(yuǎn)傳水表所存在的水量測量精度不高的不足，本發(fā)明提出了一種遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法。
本發(fā)明以遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)為水量測定基礎(chǔ)，用標(biāo)準(zhǔn)流量表作為校正遠(yuǎn)傳水表流量測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)，通過將待校表與標(biāo)準(zhǔn)表對比的同步流量測量實(shí)驗(yàn)，獲得遠(yuǎn)傳水表流量測量的誤差函數(shù)。具體方法為把遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為若干個(gè)不同的待校流量，即若干個(gè)不同的流量工況，進(jìn)行校正測量時(shí)，每個(gè)流量工況都采用相同的遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β，記錄每個(gè)流量工況下遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)所用時(shí)間tk即為等水量校調(diào)取樣。待校表與標(biāo)準(zhǔn)表對每個(gè)流量工況進(jìn)行同步測量，并通過 確定遠(yuǎn)傳水表的流量測量誤差。
式中，fk為遠(yuǎn)傳水表在流量全量程中k流量工況下的測量誤差，Qk0為標(biāo)準(zhǔn)流量表在k流量工況下的體積流量，β為遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)且對每個(gè)流量工況都相等，tk為遠(yuǎn)傳水表在k流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，為遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)。
在每個(gè)流量工況的校正測量實(shí)驗(yàn)中，盡管各流量工況的流量是不相同的，但因?yàn)槎荚谙嗤倪h(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β轉(zhuǎn)后，采集所對應(yīng)的時(shí)間tk。各流量工況在tk時(shí)間內(nèi)通過遠(yuǎn)傳水表的水量是相等的。顯然，不同的流量工況，其tk是不同的。
對應(yīng)不同的體積流量 就有不同的fk值相對應(yīng)，即fk是 的函數(shù)。由此可見，遠(yuǎn)傳水表體積流量測量的準(zhǔn)確值應(yīng)為
在用等水量方法對遠(yuǎn)傳水表的流量精度校調(diào)后，通過 確定用戶的累計(jì)水量。式中，Z為用戶在遠(yuǎn)傳水表經(jīng)歷m次等水量測量采集時(shí)間 后的累計(jì)水量，tj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，fj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下的測量誤差，并在所得出的fk離散函數(shù)中插值選取。
本發(fā)明提出的遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，克服了現(xiàn)有遠(yuǎn)傳水表所存在的流量測量精度不高的不足。采用本發(fā)明的遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，不需要改變遠(yuǎn)傳水表的結(jié)構(gòu)，僅僅通過對所測流量的校正與精度補(bǔ)償調(diào)整，就可使現(xiàn)有遠(yuǎn)傳水表的流量測量精度大幅度提高，可使流量測量誤差精度控制在0.5％之內(nèi)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例是利用現(xiàn)有的遠(yuǎn)傳水表檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)流量表與待校遠(yuǎn)傳水表在檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)中為單管路的串聯(lián)關(guān)系，應(yīng)用遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，對公稱管徑為15mm、流量全量程為2m3/h的遠(yuǎn)傳水表流量測量精度進(jìn)行校調(diào)。
已知待校遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的流量系數(shù)為28000轉(zhuǎn)/m3，把待校遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為40個(gè)待校流量工況，這些流量工況為Qk0，k＝1，2，3，…，40，其中Q10為最小數(shù)值的流量工況，其值為0.007m3/h，Q400為最大數(shù)值的流量工況，其值為2m3/h。遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β規(guī)定為50轉(zhuǎn)。將水箱和管路充滿水，由計(jì)算機(jī)控制將電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，然后就可進(jìn)行對遠(yuǎn)傳水表流量測量誤差的校正實(shí)驗(yàn)。在校正實(shí)驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)一直實(shí)施對電動調(diào)節(jié)閥的控制，通過控制閥門的開度，以實(shí)現(xiàn)對水流量的控制，以及對標(biāo)準(zhǔn)流量表和待校遠(yuǎn)傳水表的流量數(shù)據(jù)采集。當(dāng)計(jì)算機(jī)確認(rèn)待校遠(yuǎn)傳水表的流量工況到達(dá)待校流量工況時(shí)，計(jì)算機(jī)控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門開度固定下來，然后在該工況下記錄遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間tk，通過 確定該流量工況下的流量測量誤差。式中，fk為遠(yuǎn)傳水表在流量全量程中k流量工況下的測量誤差，Qk0為標(biāo)準(zhǔn)流量表在k流量工況下的體積流量，β為遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)且對每個(gè)流量工況都相等，tk為遠(yuǎn)傳水表在k流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，為遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)。
當(dāng)完成第k個(gè)流量工況下的校正實(shí)驗(yàn)后，計(jì)算機(jī)便記錄了該流量工況下的流量測量誤差fk，然后計(jì)算機(jī)再控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門的開度變化，進(jìn)入到下一個(gè)流量工況。當(dāng)完成了全部流量工況的校正實(shí)驗(yàn)，整個(gè)校正實(shí)驗(yàn)也就告結(jié)束。此時(shí)，計(jì)算機(jī)已記錄下了各流量工況的流量測量誤差。依據(jù)這些流量誤差進(jìn)行校正和補(bǔ)償，待校遠(yuǎn)傳水表的流量測量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法對遠(yuǎn)傳水表的流量精度校調(diào)后，通過 確定用戶的累計(jì)水量。式中，Z為用戶在遠(yuǎn)傳水表經(jīng)歷m次等水量測量采集時(shí)間 后的累計(jì)水量，tj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，fj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下的測量誤差，并在所得出的fk離散函數(shù)中插值選取。
實(shí)施例二本實(shí)施例是利用現(xiàn)有的遠(yuǎn)傳水表檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)流量表與待校遠(yuǎn)傳水表在檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)中為單管路的串聯(lián)關(guān)系，應(yīng)用遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，對公稱管徑為20mm、流量全量程為3m3/h的遠(yuǎn)傳水表流量測量精度進(jìn)行校調(diào)。
已知待校遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的流量系數(shù)為31000轉(zhuǎn)/m3，把待校遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為55個(gè)待校流量工況，這些流量工況為Qk0，k＝1，2，3，…，55，其中Q10為最小數(shù)值的流量工況，其值為0.008m3/h，Q550為最大數(shù)值的流量工況，其值為3m3/h。遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β規(guī)定為54轉(zhuǎn)。將水箱和管路充滿水，由計(jì)算機(jī)控制將電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，然后就可進(jìn)行對遠(yuǎn)傳水表流量測量誤差的校正實(shí)驗(yàn)。在校正實(shí)驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)一直實(shí)施對電動調(diào)節(jié)閥的控制，通過控制閥門的開度，以實(shí)現(xiàn)對水流量的控制，以及對標(biāo)準(zhǔn)流量表和待校遠(yuǎn)傳水表的流量數(shù)據(jù)采集。當(dāng)計(jì)算機(jī)確認(rèn)待校遠(yuǎn)傳水表的流量工況到達(dá)待校流量工況時(shí)，計(jì)算機(jī)控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門開度固定下來，然后在該工況下記錄遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間tk，通過 確定該流量工況下的流量測量誤差。式中，fk為遠(yuǎn)傳水表在流量全量程中k流量工況下的測量誤差，Qk0為標(biāo)準(zhǔn)流量表在k流量工況下的體積流量，β為遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)且對每個(gè)流量工況都相等，tk為遠(yuǎn)傳水表在k流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，為遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)。
當(dāng)完成第k個(gè)流量工況下的校正實(shí)驗(yàn)后，計(jì)算機(jī)便記錄了該流量工況下的流量測量誤差fk，然后計(jì)算機(jī)再控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門的開度變化，進(jìn)入到下一個(gè)流量工況。當(dāng)完成了全部流量工況的校正實(shí)驗(yàn)，整個(gè)校正實(shí)驗(yàn)也就告結(jié)束。此時(shí)，計(jì)算機(jī)已記錄下了各流量工況的流量測量誤差。依據(jù)這些流量誤差進(jìn)行校正和補(bǔ)償，待校遠(yuǎn)傳水表的流量測量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法對遠(yuǎn)傳水表的流量精度校調(diào)后，通過 確定用戶的累計(jì)水量。式中，Z為用戶在遠(yuǎn)傳水表經(jīng)歷m次等水量測量采集時(shí)間 后的累計(jì)水量，tj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，fj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下的測量誤差，并在所得出的fk離散函數(shù)中插值選取。
實(shí)施例三本實(shí)施例是利用現(xiàn)有的遠(yuǎn)傳水表檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)流量表與待校遠(yuǎn)傳水表在檢驗(yàn)與校正系統(tǒng)中為單管路的串聯(lián)關(guān)系，應(yīng)用遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，對公稱管徑為25mm、流量全量程為4m3/h的遠(yuǎn)傳水表流量測量精度進(jìn)行校調(diào)。
已知待校遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的流量系數(shù)為32000轉(zhuǎn)/m3，把待校遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為66個(gè)待校流量工況，這些流量工況為Qk0，k＝1，2，3，…，66，其中Q10為最小數(shù)值的流量工況，其值為0.01m3/h，Q660為最大數(shù)值的流量工況，其值為4m3/h。遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪的校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β規(guī)定為62轉(zhuǎn)。將水箱和管路充滿水，由計(jì)算機(jī)控制將電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，然后就可進(jìn)行對遠(yuǎn)傳水表流量測量誤差的校正實(shí)驗(yàn)。在校正實(shí)驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)一直實(shí)施對電動調(diào)節(jié)閥的控制，通過控制閥門的開度，以實(shí)現(xiàn)對水流量的控制，以及對標(biāo)準(zhǔn)流量表和待校遠(yuǎn)傳水表的流量數(shù)據(jù)采集。當(dāng)計(jì)算機(jī)確認(rèn)待校遠(yuǎn)傳水表的流量工況到達(dá)待校流量工況時(shí)，計(jì)算機(jī)控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門開度固定下來，然后在該工況下記錄遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間tk，通過 確定該流量工況下的流量測量誤差。式中，fk為遠(yuǎn)傳水表在流量全量程中k流量工況下的測量誤差，Qk0為標(biāo)準(zhǔn)流量表在k流量工況下的體積流量，β為遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)且對每個(gè)流量工況都相等，tk為遠(yuǎn)傳水表在k流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，為遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)。
當(dāng)完成第k個(gè)流量工況下的校正實(shí)驗(yàn)后，計(jì)算機(jī)便記錄了該流量工況下的流量測量誤差fk，然后計(jì)算機(jī)再控制電動調(diào)節(jié)閥令其閥門的開度變化，進(jìn)入到下一個(gè)流量工況。當(dāng)完成了全部流量工況的校正實(shí)驗(yàn)，整個(gè)校正實(shí)驗(yàn)也就告結(jié)束。此時(shí)，計(jì)算機(jī)已記錄下了各流量工況的流量測量誤差。依據(jù)這些流量誤差進(jìn)行校正和補(bǔ)償，待校遠(yuǎn)傳水表的流量測量精度就可以大幅度提高。在用等水量方法對遠(yuǎn)傳水表的流量精度校調(diào)后，通過 確定用戶的累計(jì)水量。式中，Z為用戶在遠(yuǎn)傳水表經(jīng)歷m次等水量測量采集時(shí)間 后的累計(jì)水量，tj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下翼形葉輪完成旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，fj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下的測量誤差，并在所得出的fk離散函數(shù)中插值選取。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，以遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)為水量測定基礎(chǔ)，用標(biāo)準(zhǔn)流量表作為校正遠(yuǎn)傳水表流量測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于把遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為若干個(gè)不同的待校流量工況，進(jìn)行校正測量時(shí)，每個(gè)流量工況都采用相同的遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)β，記錄各流量工況下水表翼形葉輪旋轉(zhuǎn)β轉(zhuǎn)所用時(shí)間tk，使待校表與標(biāo)準(zhǔn)表對每個(gè)流量工況進(jìn)行同步測量，并通過 確定遠(yuǎn)傳水表的流量測量誤差；式中，fk為遠(yuǎn)傳水表在流量全量程中k流量工況下的測量誤差，Qk0為標(biāo)準(zhǔn)流量表在k流量工況下的體積流量，β為遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪校調(diào)取樣轉(zhuǎn)數(shù)且對每個(gè)流量工況都相等，tk為遠(yuǎn)傳水表在k流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，為遠(yuǎn)傳水表的流量系數(shù)(轉(zhuǎn)/m3)。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法，其特征在于通過 確定用戶的累計(jì)水量；式中，Z為用戶在遠(yuǎn)傳水表經(jīng)歷m次等水量測量采集時(shí)間 后的累計(jì)水量，tj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下翼形葉輪完成β轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間，fj為遠(yuǎn)傳水表在j流量工況下的測量誤差，并在所得出的fk離散函數(shù)中插值選取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)傳水表精度的等水量校調(diào)方法。為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的流量測量精度不高的不足，本發(fā)明把遠(yuǎn)傳水表的流量全量程劃分為若干個(gè)不同的待校流量，即若干個(gè)流量工況，并使測量采集每個(gè)流量工況的遠(yuǎn)傳水表翼形葉輪完成的轉(zhuǎn)數(shù)都相等即等水量，待校表與標(biāo)準(zhǔn)表對每個(gè)流量工況進(jìn)行同步測量，并由f
文檔編號G01F15/06GK1651871SQ20051004172
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者李世武, 王嵐 申請人:西北工業(yè)大學(xué)