時(shí)差法超聲波液體流量計采用無(wú)機械運動(dòng)機構的水流量傳感器、精密集成電路和嵌入式計算機系統,因此具有量程比寬、準確度高、壓力損失小、始動(dòng)流量低等特點(diǎn),是未來(lái)智慧水務(wù)中的主流儀表方向。目前超聲波流量計時(shí)差法測量需要使用高精度計時(shí)芯片,時(shí)間差分辨率可達皮秒級、成本高。超聲波接收的回波信號易受溫度、水中雜質(zhì)和氣泡等因素影響,導致回波到達時(shí)間不確定產(chǎn)生誤差,而小口徑低區計量精度是超聲波流量計研發(fā)的難點(diǎn)之一,溫度因素是影響液體流量計測量精度的重點(diǎn)。
根據2019年國家頒布的水表檢定規程《JJG 162—2019 飲用冷水水表》規定,超聲波水表通常分為兩個(gè)溫度等級(T30和T50),實(shí)驗結果表明不同的溫度下聲速與溫度存在非線(xiàn)性的關(guān)系,從而給流量計量帶來(lái)非線(xiàn)性誤差,同時(shí),管道中流體的流動(dòng)狀態(tài)與溫度也存在關(guān)系,影響計量精度。為了使超聲波液體流量計具有高準確度和高靈敏度計量能力,因此超聲波流量計的溫度補償功能是必不可少的。
目前傳統的溫度補償方法大多采用測溫尋聲速查表修正法,近些年來(lái)有學(xué)者提出利用最小二乘曲面擬合算法、基于二維線(xiàn)性插值算法以及最新提出的 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)解決非線(xiàn)性測量溫度補償問(wèn)題,然而這些方法都存在局限性,難以直接滿(mǎn)足計量準確度以適應現代工業(yè)化發(fā)展。