專利名稱：鏡像流量檢測方法及虛擬流量計的制作方法
技術領域：
本發明流體計量技術領域，具體涉及一種鏡像流量檢測方法及虛擬流量計。
背景技術：
隨著技術的進步，流量的檢測形式種類眾多。常用的有(節流)差壓式流量計，如孔板、噴嘴等；容積式流量計，如橢圓齒輪、旋轉活塞式等；速度式流量計，如葉輪式、插入式等；振動式流量計，如旋渦、旋進等；還有電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計。甚至還有壓力式流量計，聲音式流量計等等。為方便區別，將上述流量計統稱為由硬件設備構成的“設備流量計”，測量結果輸出為流體流量值。設備流量計之所以種類繁多，其主要原因在于流體的物理、化學特性非常繁雜，每種設備流量計僅能對應一種或幾種適應的工況。如從流體介質分有氣體、液體、氣固混合體；從流速分有高速、低速、蠕動；還有的含顆粒物要磨損、含油脂要粘結、特種化學物品會凝固；有的流體導電或絕緣等等。設計設備流量計前，都必須分析預判斷流體的物理、化學特性和工作環境，才能正確選用符合工況的流量計檢測形式。然而，當流體的物理、化學特性發生質的變化，或者長期使用后設備流量計檢測元件被磨損、粘結等自身工作性能出現變化，必定導致流量檢測值出現偏移，甚至無法正常工作。如電磁流量計是直接測量管道內流體流速V作為流量Q測量依據，借助于導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電勢的原理。由于只能測量導電液體，因此對于含有大量氣泡的液體或電導率很低的液體不能測量。舉例來講，高爐冷卻壁通常使用軟水或純水作為冷卻介質，由于電磁流量計的最大好處在于無阻損、精度高等，通常盡量推薦采用。在設計過程電導率前期參數研判和大部分實際應用中，都能滿足電磁流量計的技術要求。但有時為了改善逐漸惡化的水質而需要加藥，劑量投放過大造成電導率低下；或冷卻壁局部過熱造成大量蒸汽氣泡混入冷卻水中，都使電磁流量計暫時失去流量檢測功能。
發明內容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發明公開了一種鏡像流量檢測方法，在工程實際應用中，設備流量計受外界或內在因素影響時，當判斷流量檢測值出現偏差甚至突然丟失后，可利用預先收集到的動態流動性特征信息，根據壓力差的變化情況推算出一個流量替代值，繼續維持流量檢測功能的問題。本發明的目的是這樣實現的鏡像流量檢測方法，包括如下步驟1)測取管道前后兩端的壓力和管道內流體流量；根據下式，自學習獲得管道流動性特征系數域θ
權利要求
1.鏡像流量檢測方法，其特征在于，包括如下步驟1)測取管道前后兩端的壓力和管道內流體流量；根據下式，自學習獲得管道流動性特征系數域θ 上式中，Q為管道內流體流量值；i為取值數；M為解釋變量的個數；θA B C D為流動性特征系數域，其中包含指定管道特性(1，d，ε)與流體特征(P，η) ；ΔΡ-ΔΗ為指定管道前后兩端的壓力差；2)根據流動性特征系數域和測得的管道前后兩端的壓力，由下式獲得管道內流體鏡像流量值q'q' = eB C Dill 1 Ζ(ΔΡ-ΔΗ)]
2.如權利要求1所述的鏡像流量檢測方法，其特征在于還包括如下步驟3)當測得的管道內流體流量值發生偏差時，將測得的管道內流體流量值Q和或管道內流體鏡像流量值q'中的大值作為流量值輸出；重復執行步驟1、2、3)，動態獲得管道內流體流量值和鏡像流量值，并構成冗余關系。
3.如權利要求2所述的鏡像流量檢測方法，其特征在于步驟3)中，通過以下步驟判斷測得的管道內流體流量值是否發生偏差當步驟3)所得的鏡像流量值q'大于或等于1.06倍管道內流體流量值Q，且ΔΡ-ΔΗ 變化范圍在10%以內，且管段上游斷面總水頭壓力Pti及管段下游斷面總水頭壓力Pjs變化范圍也在10%以內，則判斷管道內流體流量值發生偏差。
4.虛擬流量計，其特征在于包括至少兩個壓力傳感器，用于測量管道前后兩端的壓力；自學習模塊，接收指定管道前后兩端的壓力和管道內流體流量值數據，根據下式，自學習獲得管道流動性特征系數域θ
5.如權利要求4所述的虛擬流量計，其特征在于還包括測量值讀取模塊，用于同步獲取管道內的流體流量值、前后兩端的壓力值； 存儲模塊，用于存儲該指定管道的流動性特征系數域。
6.如權利要求5所述的虛擬流量計，其特征在于還包括輸出流量值切換模塊，用以判斷當指定管段流動性特征沒有出現突變時，被監測的管道內流體流量值是否有偏差，如有，則停止自學習，將測得的管道內流體流量值Q和管道內流體鏡像流量值q'相比較中的大值作為流量結果值輸出。
全文摘要
本發明屬流體計量技術領域，具體涉及一種鏡像流量檢測方法；先測取管道前后兩端的壓力和管道內流體流量；同時自學習管道流動性特征系數；接下來根據獲得的流動性特征系數域和以及管道前后兩端的壓力，計算管道內流體鏡像流量值；當判斷出指定管段流動性特征沒有出現突變，被監測的管道內實際流體流量值發生偏差甚至丟失時，將選擇鏡像流量值作為結果替代輸出；本發明還公開了一種虛擬流量計，包括至少兩個壓力傳感器、自學習模塊和虛擬流量計算模塊，實現鏡像算法功能嵌入，起到鏡像流量值通過自學習后逐步成為流體流量值背后影子的冗余效果。
文檔編號G01F1/34GK102213606SQ201110088578
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者胡狄辛 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司