一种基于流量转速映射的管网流量换算方法及系统与流程

本发明涉及流量测量，尤其涉及一种基于流量转速映射的管网流量换算方法及系统。

背景技术：

1、现有技术中，为消除流体温度变化对涡轮转子几何尺寸的影响，通常在管道内安装独立的温度传感器，通过检测流体温度并依据预先标定的温度-补偿系数关系对转速信号进行校正。然而，该温度补偿方式在实际应用中存在显著不足：温度传感器与涡轮转子之间具有物理间隔，二者所处位置的流体温度因热交换和沿程散热而存在差异，传感器输出值并不能精确反映转子叶片实际所处的温度环境；同时，传感器自身的热响应时间常数较大，当流体温度发生阶跃或快速连续变化时，其测量值显著滞后于转子温度的真实变化，导致补偿系数所依据的温度信息与转子当前的实际温度状态存在时间错位。

2、上述由位置偏差和响应滞后共同造成的温度信息失真，直接使得据此计算出的补偿系数偏离理论所需值，进而影响流量换算系数的准确性。在动态流量测量过程中，这种偏离会导致换算出的瞬时流量值出现周期性或累积性误差，严重降低了管网流量监测数据的可信度。由于现有方法受限于温度传感器的固有特性和安装约束，其无法从根本上消除补偿信息与转子实际状态之间的失配，使得整个流量换算系统的实时性能和测量精度难以满足工业现场多变工况的要求。因此，如何在不引入额外温度检测环节及其固有延迟的情况下，实现流量换算系数与当前转子温度状态的实时匹配，以提升管网流量换算的动态准确性和整体效率，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于流量转速映射的管网流量换算方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，包括：

3、p1、将待测管网流体分流为流经第一测量通道的第一分流流体和第二测量通道的第二分流流体，所述第一测量通道内设置有由正热膨胀系数的第一材料制成的第一涡轮转子，所述第二测量通道内设置有由负热膨胀系数的第二材料制成的第二涡轮转子；

4、p2、使所述第一分流流体流经所述第一涡轮转子，驱动所述第一涡轮转子旋转，实时感应所述第一涡轮转子的转速变化，获得第一实时转速信号，同时获得所述第二涡轮转子的第二实时转速信号；

5、p3、将所述第二实时转速信号与所述第一实时转速信号进行差值运算，得到转速差值，根据所述转速差值与所述第一材料的热膨胀系数、所述第二材料的热膨胀系数之间的物理对应关系，确定实际流量换算系数；

6、p4、以所述实际流量换算系数对所述第一实时转速信号进行流量换算，得到目标流量值，并作为所述待测管网的最终流量换算结果输出。

7、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于流量转速映射的管网流量换算系统，所述系统包括：

8、双通道分流配置模块，用于将待测管网流体分流为流经第一测量通道的第一分流流体和第二测量通道的第二分流流体，所述第一测量通道内设置有由正热膨胀系数的第一材料制成的第一涡轮转子，所述第二测量通道内设置有由负热膨胀系数的第二材料制成的第二涡轮转子；

9、双路转速实时采集模块，用于使所述第一分流流体流经所述第一涡轮转子，驱动所述第一涡轮转子旋转，实时感应所述第一涡轮转子的转速变化，获得第一实时转速信号，同时获得所述第二涡轮转子的第二实时转速信号；

10、温度补偿系数生成模块，用于将所述第二实时转速信号与所述第一实时转速信号进行差值运算，得到转速差值，根据所述转速差值与所述第一材料的热膨胀系数、所述第二材料的热膨胀系数之间的物理对应关系，确定实际流量换算系数；

11、流量换算模块，用于以所述实际流量换算系数对所述第一实时转速信号进行流量换算，得到目标流量值，并作为所述待测管网的最终流量换算结果输出。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、1.本发明通过将管网流体分流为两路并分别流经由正热膨胀系数材料和负热膨胀系数材料制成的涡轮转子，利用两种材料在相同温度变化下转子直径朝相反方向改变的物理特性，使两个转子的转速信号差值中天然携带了当前温度的实时信息。以该转速差值为依据直接确定实际流量换算系数，使得温度影响的提取与流量测量过程在时间上完全同步，补偿信息的获取不再依赖独立的温度检测环节，从而消除了温度测量与转子实际工作状态之间的信息失配问题。基于同一时刻双路转速信号的差值运算所确定的换算系数，能够真实反映当前温度条件下转子几何尺寸的变化程度，对第一实时转速信号进行校正后获得的目标流量值具有更高的动态跟随能力。

14、2.由于整个温度补偿过程完全通过双路转速信号的实时差值自动完成，无需等待温度传感器的响应，也无需进行额外的温度数据读取和查表插值等处理步骤，流量换算系数的更新与转速信号的采集保持同一时间尺度。这使得在不同温度条件下进行流量换算时，换算过程本身不引入额外的时间延迟，输出结果的连续性和平稳性得以保持。在流体温度持续变化的工况下，该方法能够持续输出与当前转子热力学状态相匹配的流量换算结果，有效保障了管网流量监测数据的可靠性和可用性。

1.一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述将待测管网流体分流为流经第一测量通道的第一分流流体和第二测量通道的第二分流流体，包括：

3.如权利要求2所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述第一测量通道内设置有由正热膨胀系数的第一材料制成的第一涡轮转子，所述第二测量通道内设置有由负热膨胀系数的第二材料制成的第二涡轮转子，包括：

4.如权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述使所述第一分流流体流经所述第一涡轮转子，驱动所述第一涡轮转子旋转，实时感应所述第一涡轮转子的转速变化，获得第一实时转速信号，包括：

5.如权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述获得所述第二涡轮转子的第二实时转速信号，包括：

6.如权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述将所述第二实时转速信号与所述第一实时转速信号进行差值运算，得到转速差值，根据所述转速差值与所述第一材料的热膨胀系数、所述第二材料的热膨胀系数之间的物理对应关系，确定实际流量换算系数，包括：

7.如权利要求6所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述根据所述转速差值与所述第一材料的热膨胀系数、所述第二材料的热膨胀系数之间的物理对应关系，确定实际流量换算系数，还包括：

8.如权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述以所述实际流量换算系数对所述第一实时转速信号进行流量换算，得到目标流量值，并作为所述待测管网的最终流量换算结果输出，包括：

9.如权利要求8所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，其特征在于，所述动态映射关系，包括：

10.一种基于流量转速映射的管网流量换算系统，其特征在于，用于实现权利要求1所述的一种基于流量转速映射的管网流量换算方法，所述系统包括：