本發(fā)明屬于供水計量儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能超聲波水表自清洗判斷方法。

背景技術(shù)：

目前我國多采用傳統(tǒng)的人工抄表、收費定期結(jié)算的管理模式，經(jīng)常出現(xiàn)用水收費困難、糾紛、欠費等問題，人工抄表-計費-收費-催費的管理模式，只能適應(yīng)城市人口相對較少的情況，而隨著城市人口及高層建筑的增加，人工抄表工作量日益增大，管理費用逐步增加，易出現(xiàn)漏抄、少抄、或欠費等現(xiàn)象，阻礙了行業(yè)的發(fā)展，同時用水量多與用水量少單價一樣，不利于水能源的保護(hù)，反而從一定程度上助長了水能源的浪費。

智能水表的出現(xiàn)及發(fā)展，基本解決了以上問題。目前市場上的智能水表，在流速、流量測量方面尚無法取得更為精確的數(shù)據(jù)，使得水表的精確計量收到了一定的影響。同時，對于階梯式收費方式也產(chǎn)生了一定的影響。

目前對水表計量中超聲波水表的運用逐漸開始走向普及化，超聲波水表作為新型計量模式的水表，相比傳統(tǒng)電子水表的計量方式有所不同。傳統(tǒng)電子水表的計量方式為葉輪轉(zhuǎn)動，線圈計數(shù)阻尼片轉(zhuǎn)動的圈數(shù)從而計量，這就有因為葉輪的自重影響導(dǎo)致在微小流量下葉輪不轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的計量故障。而超聲波水表通過的是兩片拋光的反射片在固定的距離下反射不同的時間，通過換能器轉(zhuǎn)接為流量信號。只要有微小的水流通過的變化都可以進(jìn)行計量，簡言之就是只要水有波動的變化就可以計數(shù)，比之傳統(tǒng)的葉輪轉(zhuǎn)動有很好的時效性和準(zhǔn)確性。

超聲波水表的計量原理為時差法：即在固定的距離，同樣的流速下，前后兩個換能器接受信號的時間差所通過的瞬間流量。再更具校準(zhǔn)系數(shù)可以計算出實際瞬時流量，再更具時間的乘積算出累計流量。這就是超聲波水表的準(zhǔn)確計量，不管大小流量均可以計量。

例如中國專利CN202795572U公開了一種智能超聲波水表，由水表基表、殼體、溫度傳感器、超聲波換能器、管段、反射片、底座、控制板、卡座板、LCD液晶、電池、控制閥組成，溫度傳感器裝于水表基表計數(shù)器上，控制閥裝于水表基表的出水口處，殼體裝于水表基表上方，殼體內(nèi)裝有控制板、卡座板、電池，卡座板讀寫卡口通過殼體開口露于殼體外部，卡座板、電池、溫度傳感器、控制閥均通過導(dǎo)線與控制板相連接，控制板上焊有LCD液晶，控制板上的微處理器與電源電路、紅外發(fā)射電路、控制閥電路、液晶電路、主控芯片、GP22超聲波采樣電路、IC卡電路相連接，實現(xiàn)分階段計價及預(yù)付費功能。

然而因為水中含有各種離子和污垢，時間長后容易堆積在拋光的反射片面上，從而導(dǎo)致表面不光滑，接受信號存在誤差，水表計量不準(zhǔn)確，嚴(yán)重的可能不計量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供一種可以對超聲波水表進(jìn)行判斷是否已損壞從而實現(xiàn)提高計量準(zhǔn)確性且便于信息反饋準(zhǔn)確的智能超聲波水表自清洗判斷方法。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能超聲波水表自清洗判斷方法，包括如下步驟：

步驟一：按照國家標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程檢測，重要流量點的誤差分別是：公稱流量+2～-2，分界流量+2～-2，最小流量+5～-5；

步驟二：設(shè)計基準(zhǔn)時間值和偏差值，該基準(zhǔn)時間是10ms，誤差在+1～-1內(nèi)；

步驟三：該誤差放寬至公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5；

步驟四：在用水表檢定標(biāo)準(zhǔn)誤差在公稱流量和分界流量在+4～-4，最小流量在+6～-6內(nèi)；

步驟五：設(shè)定兩個月對公稱流量誤差、分界流量誤差和最小流量誤差進(jìn)行測定；

步驟六：若公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5之內(nèi)，則認(rèn)定水表為合格水表；

步驟七：若公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5之內(nèi)，則認(rèn)定水表為合格水表；

步驟八：如果公稱流量和分界流量誤差超出2的范圍，則開始啟用自清潔；

步驟九：對經(jīng)過若干次自清潔后的水表再次進(jìn)行公稱流量和分界流量誤差判定，公稱流量和分界流量誤差超出2的范圍，則判定該水表出現(xiàn)故障。

作為優(yōu)選，所述的經(jīng)過若干次自清潔后是指經(jīng)過三次自清潔。

從以上描述可以看出，本發(fā)明具備以下優(yōu)點：由于不可能拆下來清潔，所以就聯(lián)想到了水表本身。因為本身是超聲波水表，是否可以像超聲波清洗機(jī)一樣，轉(zhuǎn)換超聲的頻率，從而達(dá)到震動清潔的作用。該功能只有在檢測到水表需要清潔的時候，模塊功能會轉(zhuǎn)換換能器的震動頻率，從而帶動水流的震動，清潔表面并且有三次的重復(fù)性。之后再次校準(zhǔn)時間，如果時間在合理范圍內(nèi)，則污垢清除，水表恢復(fù)計量，如果時間依然超出，則再進(jìn)行一次清潔，重復(fù)三次。再次校準(zhǔn)時間，依然時間超出則向上位機(jī)發(fā)出故障信號，水表反射片污垢存積，不可以清潔，無法使用了。則后臺做出相對應(yīng)的措施，對該水表進(jìn)行更換，保證可對超聲波水表進(jìn)行判斷是否已損壞從而實現(xiàn)提高計量準(zhǔn)確性且便于信息反饋準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的智能超聲波水表自清洗判斷方法的設(shè)計理論圖。

具體實施方式

一種智能超聲波水表自清洗判斷方法，包括如下步驟：

步驟一：按照國家標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程檢測，重要流量點的誤差分別是：公稱流量+2～-2，分界流量+2～-2，最小流量+5～-5；

步驟二：設(shè)計基準(zhǔn)時間值和偏差值，該基準(zhǔn)時間是10ms，誤差在+1～-1內(nèi)；

步驟三：該誤差放寬至公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5；

步驟四：在用水表檢定標(biāo)準(zhǔn)誤差在公稱流量和分界流量在+4～-4，最小流量在+6～-6內(nèi)；

步驟五：設(shè)定兩個月對公稱流量誤差、分界流量誤差和最小流量誤差進(jìn)行測定；

步驟六：若公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5之內(nèi)，則認(rèn)定水表為合格水表；

步驟七：若公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5之內(nèi)，則認(rèn)定水表為合格水表；

步驟八：如果公稱流量和分界流量誤差超出2的范圍，則開始啟用自清潔；

步驟九：對經(jīng)過若干次自清潔后的水表再次進(jìn)行公稱流量和分界流量誤差判定，公稱流量和分界流量誤差超出2的范圍，則判定該水表出現(xiàn)故障。

作為優(yōu)選，所述的經(jīng)過若干次自清潔后是指經(jīng)過三次自清潔。

t_up，t_down：Signal travel times TOF_UPand TOF_DOWN

Δt＝t_up-t_down：DIFTOF

L：ultrasonic signal path length parallel to flow

c₀：speed of sound in water

v：flow speed

通過以上理論瞬時流量，再根據(jù)校準(zhǔn)系數(shù)算出當(dāng)前實際瞬時流量，再跟時間乘積算出累計流量；以上的算法是計算超聲波水表的流量算法。

該水表按照國家標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程檢測，重要流量點的誤差分別是：公稱流量+2～-2，分界流量+2～-2，最小流量+5～-5。所有的檢測依據(jù)都是在這個誤差的基礎(chǔ)上做判斷的。

首先水表在初始設(shè)計是有一個基準(zhǔn)時間值和偏差值，該基準(zhǔn)時間是10ms，誤差在+1～-1內(nèi)。然而根據(jù)國家出廠檢定標(biāo)準(zhǔn)，該誤差可以放寬至公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5，在用水表檢定標(biāo)準(zhǔn)誤差在公稱流量和分界流量在+4～-4，最小流量在+6～-6。

因為使用過程中水質(zhì)的影響，水表內(nèi)反射片不定期的會存在積垢，影響水表的計量準(zhǔn)確度。根據(jù)在水表開發(fā)階段做的實驗，制定了每兩個月啟動一次水表自我檢定的程序。如果時間差范圍在制定的范圍公稱流量和分界流量在+2～-2，最小流量在+5～-5之內(nèi)，則水表還是為合格的水表，如果超出2的范圍，則開始啟用自潔功能，保證誤差范圍在出廠檢定的范圍之內(nèi)。

每次的自潔功能可啟動三次，每次清潔過后都有一次自檢判斷，如果誤差變小，則合格，如果沒有則進(jìn)行下一次自潔。三次過后如果還是超出了范圍，那就判斷為故障表，做其他處理。

合格的表繼續(xù)使用，直到下一次的檢定時間再做自潔判斷，大大增加了超聲波水表的使用壽命。

具體的測定時間間隔可以按照水表的工作場地和使用環(huán)境設(shè)計，比如說十天，對水表進(jìn)行一次自動校準(zhǔn)(水表模塊中預(yù)先存入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，單位流量下的時間誤差范圍)實際校準(zhǔn)中，單位流量下的實際時間，是否在預(yù)存的時間范圍內(nèi)，如果是在范圍內(nèi)，說明該拋光面沒有水垢的存積，不需要清潔。如果超出了時間范圍，說明表面有污垢，已經(jīng)影響了水表的計量，需要清潔。

因為不可能拆下來清潔，所以就聯(lián)想到了水表本身。因為本身是超聲波水表，是否可以像超聲波清洗機(jī)一樣，轉(zhuǎn)換超聲的頻率，從而達(dá)到震動清潔的作用。該功能只有在檢測到水表需要清潔的時候，模塊功能會轉(zhuǎn)換換能器的震動頻率，從而帶動水流的震動，清潔表面并且有三次的重復(fù)性。之后再次校準(zhǔn)時間，如果時間在合理范圍內(nèi)，則污垢清除，水表恢復(fù)計量，如果時間依然超出，則再進(jìn)行一次清潔，重復(fù)三次。再次校準(zhǔn)時間，依然時間超出則向上位機(jī)發(fā)出故障信號，水表反射片污垢存積，不可以清潔，無法使用了。則后臺做出相對應(yīng)的措施，對該水表進(jìn)行更換，保證用戶的使用和保障公共資源的有償使用。

以上對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?？偠灾绻绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。