阅读说明：本技术 用于电磁流量计的标定装置及电磁流量计 (Calibration device for electromagnetic flowmeter and electromagnetic flowmeter ) 是由 史晓春 于 2019-03-18 设计创作，主要内容包括：本公开提供了一种用于电磁流量计的标定装置及电磁流量计。所述用于电磁流量计的标定装置,其特征在于,包括：流速分段器,其将流体的流速划分为多个区间段；以及标定系数计算器,其针对所述多个区间段中的每个区间段分别计算标定系数。使用根据本公开的用于电磁流量计的标定装置采用分区段多点拟合技术产生标定系数,以对电磁流量传感器进行标定,有利地克服了针对低流速标定系数相差较大的问题。(The disclosure provides a calibration device for an electromagnetic flowmeter and the electromagnetic flowmeter. The calibration device for the electromagnetic flowmeter is characterized by comprising: a flow rate segmenter that divides a flow rate of the fluid into a plurality of segment sections; and a calibration coefficient calculator that calculates a calibration coefficient for each of the plurality of block sections, respectively. The calibration device for the electromagnetic flowmeter disclosed by the invention is used for generating the calibration coefficient by adopting a sectional multipoint fitting technology so as to calibrate the electromagnetic flow sensor, and the problem of large difference of low flow velocity calibration coefficients is favorably overcome.)

用于电磁流量计的标定装置及电磁流量计

技术领域

本公开涉及流量计领域，具体地涉及一种用于电磁流量计的标定装置及一种电磁流量计。

背景技术

这个部分提供了与本公开有关的背景信息，这不一定是现有技术。

理想的电磁流量传感器输出与流体流速之间是线性的，但现实通常高流速尚可，低流速重复性和精度都会变差，而且流速越低，其表现越差，成喇叭口形态。现有标定过程通常采用两点进行线性回归拟合，这导致低流速时精度较差，甚至个别流速超出精度允许的范围，不能通过标定。因此，本公开提出了一种新的用于电磁流量计的标定装置及电磁流量计，以用于解决上述缺陷。

发明内容

这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

本公开的一个目的在于提供一种用于电磁流量计的标定装置，其特征在于，包括：流速分段器，其将流体的流速划分为多个区间段；以及标定系数计算器，其针对所述多个区间段中的每个区间段分别计算标定系数。

优选地，根据本公开的标定装置，其特征在于，还包括流速选择器，所述流速选择器针对所述多个区间段中的每个区间段分别选择两个或更多个不同的流速。

优选地，根据本公开的标定装置，其特征在于，所述标定系数计算器基于所述多个区间段中的每个区间段的两个或更多个不同的流速采用线性回归拟合计算所述标定系数。

优选地，根据本公开的标定装置，其特征在于，所述流速分段器基于所述电磁流量计的口径将流体的流速划分为多个区间段。

优选地，根据本公开的标定装置，其特征在于，所述多个区间段为两个。

本公开的另一个目的在于提供一种电磁流量计，其特征在于，包括：传感器，以及计算器，其基于所述传感器的输出以及针对流体的流速所在的区间段确定的标定系数计算所述流体的实际流速。

优选地，根据本公开的电磁流量计，其特征在于，所述计算器进一步包括：第一计算器，其基于所述电磁流量计的参考流速的标定系数计算所述流体的第一流速；流速判断器，其判断所述第一流速所在的区间段；以及第二计算器，其采用所述第一流速所在的区间段对应的标定系数重新计算所述流体的实际流速。

使用根据本公开的用于电磁流量计的标定装置采用分区段多点拟合技术产生标定系数，以对电磁流量传感器进行标定，有利地克服了针对低流速标定系数相差较大的问题。换言之，通过采用基于流速的标定系数，有效提高了低流速时的精度。此外，采用分区段多点拟合出的标定系数更接近真值，各流速点误差总和最小，有效提高了电磁流量计的精度。

从在此提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：

图1是口径为2英寸电磁流量计采用默认标定系数(10000050)进行校验的结果。

图2是采用1feet/s和3feet/s这两点进行线性回归拟合校验得到的结果。

图3是采用6feet/s和10feet/s这两点进行线性回归拟合校验得到的结果。

图4示出了根据本公开的一个实施例的用于电磁流量计的标定装置的框图。

图5示出了根据本公开的另一个实施例的用于电磁流量计的标定装置的框图。

图6是针对上述口径为2英寸的电磁流量计采用根据本公开的一个实施例的用于电磁流量计的标定装置的校验结果，其中包括分别采用了1feet/s、3feet/s和3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s流速数据进行拟合所得到的回归方程和直线。

图7是基于图6的采用1feet/s、3feet/s和3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s流速数据分别进行线性回归拟合所得到的结果。

图8示出了根据本公开的一个实施例的电磁流量计的框图。

图9示出了根据本公开的一个实施例的电磁流量计的计算器的框图。

虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。

具体实施方式

现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。

提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言将会明显的是，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。

在电磁流量计传感器重复性一定的条件下，标定系数直接决定了这台电磁流量计的精度。

图1是口径为2英寸电磁流量计采用默认标定系数(10000050)进行校验的结果，其中，在流速为约1feet/s、3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s时各运行5次。下表1是相应数据。

表1

从上述表1可以看出，仅流速为1feet/s的情况下，精度偏差较理想。流速在约3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s的情况下，精度偏差都较不理想，尤其在3feet/s的情况下，甚至超出精度允许的范围，因此不能通过标定。

此外，在现有技术中，标定还会取两个流速点例如1feet/s和10feet/s，各运行5次，然后进行线性回归，计算出增益(Gain)及偏移量(Offset)。然而，在低流速的情况下，这也可能会导致传感器的精度变差，不能通过标定。

图2是采用1feet/s和3feet/s这两点进行线性回归拟合校验得到的结果，其中，在流速为约1feet/s、3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s时各运行5次，标定系数为09680059。下表2是相应数据。

表2

从上述表2可以看出，流速为约1feet/s和3feet/s的情况下，精度偏差较理想。流速在约6feet/s和10feet/s的情况下，精度偏差较不理想，尤其在约15feet/s的情况下，几乎接近要求的极限。

图3是采用6feet/s和10feet/s这两点进行线性回归拟合校验得到的结果，其中，在流速为约1feet/s、3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s时各运行5次，标定系数为09659066。下表3是相应数据。

表3

从上述表3可以看出，流速为约3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s的情况下，精度偏差较理想，完全符合要求。流速在约1feet/s的情况下，精度偏差较差，超出精度允许的范围，因此不能通过标定。

因此，采用2点标定的方式，并且由于电磁流量计传感器不完全线性，导致了电磁流量计传感器精度不高、低流速精度差、标定过程中不能一次通过标定的问题。

因此，本公开提出了一种新的用于电磁流量计的标定装置及电磁流量计，以用于解决上述问题。

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于电磁流量计的标定装置，其特征在于，包括：流速分段器，其将流体的流速划分为多个区间段；以及标定系数计算器，其针对所述多个区间段中的每个区间段分别计算标定系数。

图4示出了根据本公开的一个实施例的用于电磁流量计的标定装置的框图。

如图4所示，本实施例提供的标定装置100可以包括流速分段器101以及标定系数计算器103。

流速分段器101可以将流体的流速划分为多个区间段。根据本公开的一个实施例，流速分段器101可以将流体的流速划分为两个区间段，例如以3feet/s为界，流速在3feet/s以下为一个区间段，流速在3feet/s以上为一个区间段。本领域技术人员应该清楚，这里的两个区间段以及3feet/s的流速界限仅是示例性的，本领域技术人员当然可以根据需要划分更多的区间段，并且本领域技术人员当然也可以根据需要设定其他界限例如2.5feet/s、3.5feet/s等。

接下来，标定系数计算器103可以针对所述多个区间段中的每个区间段分别计算标定系数。例如，标定系数计算器103可以针对3feet/s以下的流速计算一个标定系数，并且标定系数计算器103可以针对3feet/s以上的流速计算一个标定系数。

使用根据本公开的用于电磁流量计的标定装置采用分区段多点拟合技术产生标定系数，以对电磁流量传感器进行标定，有利地克服了针对低流速标定系数相差较大的问题。亦即，通过采用基于流速的标定系数，有效提高了低流速时的精度。

根据本公开的一个实施例，用于电磁流量计的标定装置还可以包括流速选择器，所述流速选择器针对所述多个区间段中的每个区间段分别选择两个或更多个不同的流速。

图5示出了根据本公开的一个实施例的用于电磁流量计的标定装置的框图。

如图5所示，本实施例提供的标定装置200除了流速分段器101以及标定系数计算器103之外，还可以包括流速选择器102。

流速选择器102可以针对所述多个区间段中的每个区间段分别选择两个或更多个不同的流速。以流速界限在3feet/s为例，当流速在3feet/s以下时，流速选择器102可以选择例如1feet/s和3feet/s的两个流速点进行标定系数的计算；当流速在3feet/s以上时，流速选择器102可以选择例如5feet/s和10feet/s的两个流速点进行标定系数的计算。这里，本领域技术人员应该清楚，1feet/s和3feet/s以及5feet/s和10feet/s这样的流速点的选择仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要设定其他的流速点。当然，这里流速界限3feet/s包括在界限以下的情况中，本领域技术人员应该清楚流速界限同样也可以包括在界限以上的情况中。

如前所述，使用根据本公开的用于电磁流量计的标定装置采用分区段多点拟合技术产生标定系数，以对电磁流量传感器进行标定，有利地克服了针对低流速标定系数相差较大的问题。

根据本公开的一个实施例，标定系数计算器可以基于所述多个区间段中的每个区间段的两个或更多个不同的流速采用线性回归拟合计算所述标定系数。

例如，图6是根据上述口径为2英寸的电磁流量计的校验结果，其中包括分别采用了1feet/s、3feet/s和3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s流速数据进行拟合所得到的回归方程和直线：

1feet/s、3feet/s：y＝96.799x+0.9262

3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s：y＝96.524x+1.8796。

然后，根据该方程计算新的标定系数：

1feet/s、3feet/s：增益＝96.80，偏移量：5.0+0.9262＝5.9，新的标定系数为：09680059。

3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s：增益＝96.52,偏移量:5.0+1.8796＝6.9新的标定系数为:09652069。

图7是采用1feet/s、3feet/s和3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s流速数据分别进行线性回归拟合所得到的结果，其中，标定系数分别为09680059和09652069。下表4是相应数据。

表4

从上述表4可以看出，流速为约1feet/s、3feet/s、6feet/s、10feet/s和15feet/s的情况下，精度偏差都较好，完全符合精度要求。

这里，本领域技术人员应该清楚，上述流速点的选择均为示例性的，本公开并不限于此。并且由于实际情况均存在一定的合理范围内的误差。例如，本公开所述的15feet/s，在实际测量中可能是14.8feet/s或14.7feet/s，但本领域技术人员应该清楚，在合理误差范围内，本公开均称为15feet/s。

此外，根据本公开的一个实施例，所述流速分段器可以基于所述电磁流量计的口径将流体的流速划分为多个区间段。根据本公开的实施例基于2英寸口径的电磁流量计将流体的流速划分为两个区间段(1feet/s、3feet/s)和(3feet/s、6feet/s、10feet/s、15feet/s)。然而，本领域技术人员应该清楚，本公开的实施例仅是示例性的，本公开并不限于此，本领域技术人员当然可以根据不同口径的电磁流量计来划分流体的流速，并且选择不同的流速点来进行线性回归拟合。

使用根据本公开的用于电磁流量计的标定装置采用分区段多点拟合技术产生标定系数，对电磁流量传感器进行标定，有利地克服了针对低流速标定系数相差较大的问题。亦即，通过采用基于流速的标定系数，有效提高了低流速时的精度。此外，采用分区段多点拟合出的标定系数更接近真值，各流速点误差总和最小，有效提高了电磁流量计的精度。

根据本公开的一个实施例，还提供了一种电磁流量计，其特征在于，包括：传感器，以及计算器，其基于所述传感器的输出以及针对流体的流速所在的区间段确定的标定系数计算所述流体的实际流速。

如图8所示，电磁流量计300可以包括传感器301以及计算器302。

计算器302可以基于所述传感器301的输出以及针对流体的流速所在的区间段确定的标定系数计算所述流体的实际流速。标定系数可以按如上所述的针对每一区间段分别计算标定系数的方式进行计算，具体实施方式这里不再赘述。

根据本公开的一个实施例，提供了一种电磁流量计，其特征在于，所述电磁流量计的计算器进一步包括：第一计算器，其基于所述电磁流量计的参考流速的标定系数计算所述流体的第一流速；流速判断器，其判断所述第一流速所在的区间段；以及第二计算器，其采用所述第一流速所在的区间段对应的标定系数重新计算所述流体的实际流速。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种电磁流量计，其特征在于，所述电磁流量计的计算器包括：第一计算器，其基于所述电磁流量计的参考流速区间段的标定系数计算所述流体的第一流速；流速判断器，其判断所述第一流速是否属于所述参考流速区间段；以及第二计算器，其在所述第一流速不属于所述参考流速区间段的情况下，基于所述第一流速所在的区间段确定的标定系数重新计算所述流体的实际流速。

图9示出根据本公开的一个实施例的电磁流量计的计算器的框图。

如图9所示，根据本公开的计算器302可以进一步包括第一计算器3021、流速判断器3022以及第二计算器3023。

第一计算器3021可以基于所述电磁流量计的参考流速区间段的标定系数计算所述流体的第一流速。例如，假定参考流速区间段为流速在3feet/s以上，则第一计算器3021可以首先基于针对该3feet/s以上流速的标定系数计算所述流体的初略流速。

接下来，流速判断器3022可以判断该初略流速是否属于所述参考流速区间段，即判断该初略流速是否大于3feet/s。

然后，第二计算器3023可以在该初略流速不属于所述参考流速区间段的情况下，即在该初略流速不大于3feet/s的情况下，基于该初略流速所在的区间段即小于3feet/s的流速确定的标定系数重新计算所述流体的实际流速。

这里，本领域技术人员应该清楚，上述流速区间段的选择仅是示例性的，本公开并不限于此，本领域技术人员当然可以根据实际的情况设定不同的多个区间段。同样地，标定系数可以按如上所述的针对每一区间段分别计算标定系数的方式进行计算，具体实施方式这里不再赘述。

使用根据本公开的电磁流量计，通过采用分段多点拟合的方式进行标定不但有效提高了该电磁流量计传感器的总体精度，还解决了小流量容易超出要求范围的问题。

以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。