一种超声波燃气表故障诊断系统及方法转让专利
申请号 : CN202010213413.3
文献号 : CN111323100B
文献日 : 2021-08-17
发明人 : 刘勋 , 李中华
申请人 : 成都千嘉科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种超声波燃气表故障诊断系统,其特征在于,包括采样模块、控制模块和通信模块;
所述采样模块用于采集燃气表接收的超声波信号,燃气表安装时,采样模块根据初始采样波形和采样序列值C0(n),根据搜索比较算法,得到最大的初始采样幅值C0,max,初始采样幅值C0,max在一定的范围内,A0≤C0,max≤B0,采样模块将采集的初始采样幅值C0,max的范围值发送给控制模块并存在控制模块中,在燃气表使用过程中,所述采样模块实时采集燃气表接收的超声波信号,采样模块根据实时采样波形和采样序列值Cm(n),根据搜索比较算法,得到最大的实时采样幅值Cm,max,所述实时采样幅值Cm,max在一定的范围内,Am≤Cm,max≤Bm;采样模块将实时采集的实时采样幅值Cm,max发送给控制模块;
所述控制模块用于接收采样模块发送的初始采样幅值C0,max的范围值和实时采集的实时采样幅值Cm,max,将实时采样幅值Cm,max与初始采样幅值C0,max的范围值进行比较,如果比较结果为:Cm,max
2.根据权利要求1所述的一种超声波燃气表故障诊断系统,其特征在于,还包括计时模块;
所述计时模块用于采集超声波在流体中的初始顺流传播时间t0,down、超声波在流体中的初始逆流传播时间t0,up、超声波在流体中的实时顺流传播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up,计时模块将初始顺流传播时间t0,down和初始逆流传播时间t0,up发送给控制模块并存在控制模块中,所述计时模块将实时采集的实时顺流传播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up发送给控制模块;
所述控制模块用于接收计并比较时模块发送的初始顺流传播时间t0,down和初始逆流传播时间t0,up、实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up,当燃气的流速vm=0时,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时间阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警;所述控制模块内储存有实时传播时间小于初始传播时间的时间阈值。
3.根据权利要求2所述的一种超声波燃气表故障诊断系统,其特征在于,还包括压力传感器和温度传感器;
所述压力传感器和温度传感器分别用于实时采集天然气的压力信号和温度信号,并将压力信号和温度信号发送给控制模块;
所述控制模块用于接收压力信号和温度信号,并结合内部存储的燃气的组分信息,计算天然气中的理论声速cm,f,所述控制模块根据内部存储的天然气管道的初始声道长度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的差值达到声速阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
4.根据权利要求2所述的一种超声波燃气表故障诊断系统,其特征在于,所述控制模块内设置有实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up的范围值,当采集的实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up不在范围值,则判断为无法计算正确传播时间,则控制模块通过通信模块发送给远程终端进行告警。
5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种超声波燃气表故障诊断系统,其特征在于,所述控制模块内设置有实时采样波形和采样序列值Cm(n)的范围值,当采集的实时采样波形和采样序列值Cm(n)不在范围内时,则判断为燃气表采集不到信噪比好的声波信号,则控制模块通过通信模块发送给远程终端进行告警。
6.一种如权利要求1所述超声波燃气表故障诊断系统的故障诊断方法,其特征在于,通过采样模块采集初始采样幅值C0,max和实时采样幅值Cm,max,在控制模块内比较将实时采样幅值Cm,max与初始采样幅值C0,max的范围值进行比较,A0≤C0,max≤B0,如果比较结果为:Cm,max
7.一种如权利要求2所述超声波燃气表故障诊断系统的故障诊断方法,其特征在于,通过计时模块采集超声波在流体中的初始顺流传播时间t0,down、超声波在流体中的初始逆流传播时间t0,up、超声波在流体中的实时顺流传播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up,当燃气的流速vm=0时,在控制模块内比较初始传播时间和实时传播时间,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时间阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
8.一种如权利要求3所述超声波燃气表故障诊断系统的故障诊断方法,其特征在于,通过压力传感器和温度传感器分别实时采集天然气的压力信号和温度信号,并将压力信号和温度信号发送给控制模块,在控制模块中,根据压力信号和温度信号,并结合内部存储的燃气的组分信息,计算天然气中的理论声速cm,f,根据内部存储的天然气管道的初始声道长度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的差值达到声速阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
说明书 :
一种超声波燃气表故障诊断系统及方法
技术领域
背景技术
颗粒固体杂质等物质。超声波换能器是一种由压电陶瓷晶片制作而成的器件,它外面还包
括壳体、引线、后面的削声层和前面的声匹配层,已经各个部件之间的胶粘接层,这些部件
和胶粘接层在燃气这种恶劣环境下,在超声波燃气表的使用寿命(一般6‑9年)期间,很有可
能在声匹配层粘上污染物,以及部件和胶粘接层的性能劣化、老化或破坏,在这种情况下,
燃气表的计量精度会变差,甚至不能进行计量。
气公司去查看故障燃气表,并进行修理或更换。
发明内容
始采样幅值C0,max在一定的范围内,A0≤C0,max≤B0,采样模块将采集的初始采样幅值C0,max的
范围值发送给控制模块并存在控制模块中,在燃气表使用过程中,所述采样模块实时采集
燃气表接收的超声波信号,采样模块根据实时采样波形和采样序列值Cm(n),根据搜索比较
算法,得到最大的实时采样幅值Cm,max,所述实时采样幅值Cm,max在一定的范围内,Am≤Cm,max
≤Bm;采样模块将实时采集的实时采样幅值Cm,max发送给控制模块;
比较结果为:Cm,max
射平面,超声波会形成漫反射,而不再是平面反射,此时超声波的反射采集信号与安装时将
会发生变化,该变化的主要参数指标为采样幅值,因此,通过比较实时采样幅值Cm,max与初始
采样幅值C0,max的范围值,可判断燃气表的计量精度以及是够正常工作,实现对燃气表的计
量参数诊断。
是够正常工作,实现对燃气表的计量参数诊断。
体中的实时逆流传播时间tm,up,计时模块将初始顺流传播时间t0,down和初始逆流传播时间
t0,up发送给控制模块并存在控制模块中,所述计时模块将实时采集的实时顺流传播时间
tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up发送给控制模块;
时,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时间阈值下限值时,则控制模块将比较结
果通过通信模块发送给远程终端进行告警;所述控制模块内储存有实时传播时间小于初始
传播时间的时间阈值。
间或超声波在流体中的逆流传播时间反馈,通过比较实时顺流传播时间或实时逆流传播时
间与初始顺流传播时间或初始逆流传播时间,能够诊断燃气表的计量精准度。
度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当
理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的差值达到声速阈值下限值时,则控制模块将比较
结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
现对燃气表的诊断,提高了诊断的适用范围。
断为无法计算正确传播时间,则控制模块通过通信模块发送给远程终端进行告警。
声波信号,则控制模块通过通信模块发送给远程终端进行告警。
比较,A0≤C0,max≤B0,如果比较结果为:Cm,max
播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up,当燃气的流速vm=0时,在控制模
块内比较初始传播时间和实时传播时间,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时
间阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
据压力信号和温度信号,并结合内部存储的燃气的组分信息,计算天然气中的理论声速
cm,f,根据内部存储的天然气管道的初始声道长度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时
逆流传播时间tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的
差值达到声速阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告
警。
是够正常工作,实现对燃气表的计量参数诊断。
时间或超声波在流体中的逆流传播时间反馈,通过比较实时顺流传播时间或实时逆流传播
时间与初始顺流传播时间或初始逆流传播时间,能够诊断燃气表的计量精准度。
实现对燃气表的诊断,提高了诊断的适用范围。
附图说明
具体实施方式
为对本发明的限定。
始采样幅值C0,max在一定的范围内,A0≤C0,max≤B0,采样模块将采集的初始采样幅值C0,max的
范围值发送给控制模块并存在控制模块中,在燃气表使用过程中,所述采样模块实时采集
燃气表接收的超声波信号,采样模块根据实时采样波形和采样序列值Cm(n),根据搜索比较
算法,得到最大的实时采样幅值Cm,max,所述实时采样幅值Cm,max在一定的范围内,Am≤Cm,max
≤Bm;采样模块将实时采集的实时采样幅值Cm,max发送给控制模块;
比较结果为:Cm,max
≤C0,max≤B0,如果比较结果为:Cm,max
会形成漫反射,而不再是平面反射,此时超声波的反射采集信号如图4所示,400≤Cm,max≤
550,因此,Cm,max
实时顺流传播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up,计时模块将初始顺
流传播时间t0,down和初始逆流传播时间t0,up发送给控制模块并存在控制模块中,所述计时
模块将实时采集的实时顺流传播时间tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up发
送给控制模块;
时,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时间阈值下限值时,则控制模块将比较结
果通过通信模块发送给远程终端进行告警;所述控制模块内储存有实时传播时间小于初始
传播时间的时间阈值。
tm,down和超声波在流体中的实时逆流传播时间tm,up,当燃气的流速vm=0时,在控制模块内比
较初始传播时间和实时传播时间,当tm,down=tm,up与t0,down=t0,up之间的差值达到时间阈值
下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
速度和流体轴向流速在超声波传播方向上的分量组成,超声波在顺流方向传播速度快,逆
流方向传播速度慢,测量顺流方向和逆流方向传播的时间,计算出其时间差。利用超声波顺
流逆流传播的时间差与传播距离的关系计算出燃气流速,再通过燃气表声道横截面面积从
而得到燃气流量。时间差法超声波燃气表的基本原理如图1、图2所示。
度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当
理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的差值达到声速阈值下限值时,则控制模块将比较
结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
和温度信号,并结合内部存储的燃气的组分信息,计算天然气中的理论声速cm,f,根据内部
存储的天然气管道的初始声道长度L0,以及实时顺流传播时间tm,down和实时逆流传播时间
tm,up发获得实际计算声速c′m,f;当理论声速cm,f与实际计算声速c′m,f之间的差值达到声速
阈值下限值时,则控制模块将比较结果通过通信模块发送给远程终端进行告警。
得,燃气的组分信息由燃气公司通过网络进行输入。
实现对燃气表的诊断,提高了诊断的适用范围。
传播时间tm,up不在范围值,则判断为无法计算正确传播时间,则控制模块通过通信模块发
送给远程终端进行告警;所述控制模块内设置有实时采样波形和采样序列值Cm(n)的范围
值,当采集的实时采样波形和采样序列值Cm(n)不在范围内时,则判断为燃气表采集不到信
噪比好的声波信号,则控制模块通过通信模块发送给远程终端进行告警。
验进行确定)则进行告警。
的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含
在本发明的保护范围之内。