本技術(shù)涉及設(shè)備計量，更具體地說，本技術(shù)涉及一種基于智能傳感器的流量計量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、設(shè)備計量是指對設(shè)備進(jìn)行精確的測量、評估和管理的過程，以確保設(shè)備的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性，在高度技術(shù)化的社會中，設(shè)備在各行各業(yè)扮演著重要角色，它們的性能和準(zhǔn)確性直接影響著生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，因此設(shè)備計量是保證設(shè)備正常運(yùn)行和有效管理的重要手段。

2、天然氣的流量計量是指在醫(yī)院或其他醫(yī)療設(shè)施中，專門用于提供氧氣等氣體的集中供氣系統(tǒng)中，精確測量氣體流量、壓力和其他相關(guān)參數(shù)的過程。該過程確保供氧系統(tǒng)能夠按照預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)向患者提供足夠、穩(wěn)定、合適的氧氣量，并確保氣體輸送過程中的安全性、準(zhǔn)確性和可靠性；在現(xiàn)有天然氣的流量計量過程中，通過測量管道中直管位置的天然氣流速，進(jìn)而通過該個氣體流量分析出天然氣的體積流量，由于管道存在彎管位置和直管位置，且彎管位置存在層流流體，即層流流體表示流體的流動呈現(xiàn)出平穩(wěn)的、層次化的流動模式，其中每一層流體沿著管道軸向平穩(wěn)地滑動，且流體分子間幾乎沒有相對運(yùn)動，從而使管道中的天然氣存在著流場擾動，若按照水平直管流場對體積流量進(jìn)行計算，將產(chǎn)生較大誤差，因此，如何降低流場擾動對計量管道中天然氣流量的影響成為業(yè)界面臨的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于智能傳感器的流量計量系統(tǒng)及方法，可降低流場擾動對計量管道中天然氣流量的影響。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種用于管道內(nèi)天然氣的流量計量方法，包括如下步驟：

3、在輸送天然氣的管道內(nèi)壁布置多個傳感器節(jié)點(diǎn)，通過壓力傳感器采集在輸送天然氣時管道內(nèi)壁中各個傳感節(jié)點(diǎn)的壓力，得到壓力數(shù)據(jù)；

4、通過所述壓力數(shù)據(jù)中壓力的差異特征和管道的彎曲特征確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場；

5、根據(jù)所有的氣體流場對管道中天然氣的流速進(jìn)行梯度分析，得到管道中天然氣的流速梯度，通過所述流速梯度確定管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域；

6、由密度傳感器采集天然氣在管道內(nèi)各個傳感節(jié)點(diǎn)的氣體密度，通過所有氣體密度的變化趨勢特征確定管道中天然氣流動時的壓縮比；

7、根據(jù)所述流速的突變區(qū)域和所述壓縮比對管道內(nèi)天然氣的流量進(jìn)行波動分析，得到管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值，通過所有的流量波動值確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量。

8、在一些實(shí)施例中，通過所述壓力數(shù)據(jù)中壓力的差異特征和管道的彎曲特征確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場具體包括：

9、確定所述壓力數(shù)據(jù)中壓力的差異特征；

10、確定管道的彎曲特征；

11、根據(jù)所述差異特征確定管道中天然氣的多個流速差異量；

12、通過所有的流速差異量和所述彎曲特征確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場。

13、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所有的氣體流場對管道中天然氣的流速進(jìn)行梯度分析，得到管道中天然氣的流速梯度具體包括：

14、根據(jù)所有的氣體流場確定天然氣的管道中各個彎曲位置處的氣體邊界層；

15、確定管道中各個直道的直道氣體流速；

16、根據(jù)所有的氣體邊界層和所有的直道氣體流速確定管道中天然氣的多個氣體壓縮量；

17、通過所有的氣體壓縮量確定管道中天然氣的流速梯度。

18、在一些實(shí)施例中，通過所述流速梯度確定管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域具體包括：

19、根據(jù)所述流速梯度確定管道中天然氣流動過程中的多個波動流速；

20、通過所有的波動流速確定管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域。

21、在一些實(shí)施例中，通過所有氣體密度的變化趨勢特征確定管道中天然氣流動時的壓縮比具體包括：

22、確定所有氣體密度的變化趨勢特征；

23、根據(jù)所述變化趨勢特征確定管道中天然氣的多個動態(tài)密度；

24、通過所有的動態(tài)密度確定管道中天然氣流動時的壓縮比。

25、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述流速的突變區(qū)域和所述壓縮比對管道內(nèi)天然氣的流量進(jìn)行波動分析，得到管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值具體包括：

26、根據(jù)所述流速的突變區(qū)域確定多個區(qū)域占比；

27、獲取管道內(nèi)天然氣流動過程中各個直道與彎道的流速

28、通過所有的區(qū)域占比、所述壓縮比和所有的流速確定管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值。

29、在一些實(shí)施例中，通過所有的流量波動值確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量具體包括：

30、根據(jù)所有的流量波動值確定流量修正系數(shù)；

31、依據(jù)所有流量波動值的平均值和所述流量修正系數(shù)確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量。

32、第二方面，本技術(shù)提供一種基于智能傳感器的流量計量系統(tǒng)，該基于智能傳感器的流量計量系統(tǒng)包括有流量計量單元，所述流量計量單元包括：

33、采集模塊，用于在輸送天然氣的管道內(nèi)壁布置多個傳感器節(jié)點(diǎn)后，通過壓力傳感器采集在輸送天然氣時管道內(nèi)壁中各個傳感節(jié)點(diǎn)的壓力，得到壓力數(shù)據(jù)；

34、處理模塊，用于通過所述壓力數(shù)據(jù)中壓力的差異特征和管道的彎曲特征確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場；

35、所述處理模塊，還用于根據(jù)所有的氣體流場對管道中天然氣的流速進(jìn)行梯度分析，得到管道中天然氣的流速梯度，通過所述流速梯度確定管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域；

36、所述處理模塊，還用于由密度傳感器采集天然氣在管道內(nèi)各個傳感節(jié)點(diǎn)的氣體密度，通過所有氣體密度的變化趨勢特征確定管道中天然氣流動時的壓縮比；

37、執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述流速的突變區(qū)域和所述壓縮比對管道內(nèi)天然氣的流量進(jìn)行波動分析，得到管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值，通過所有的流量波動值確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量。

38、第三方面，本技術(shù)提供一種計算機(jī)設(shè)備，所述計算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有代碼，所述處理器被配置為獲取所述代碼，并執(zhí)行上述的用于管道內(nèi)天然氣的流量計量方法。

39、第四方面，本技術(shù)提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的用于管道內(nèi)天然氣的流量計量方法。

40、本技術(shù)公開的實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

41、本技術(shù)提供的基于智能傳感器的流量計量系統(tǒng)及方法中，首先在輸送天然氣的管道內(nèi)壁布置多個傳感器節(jié)點(diǎn)，通過壓力傳感器采集在輸送天然氣時管道內(nèi)壁中各個傳感節(jié)點(diǎn)的壓力，得到壓力數(shù)據(jù)；通過所述壓力數(shù)據(jù)中壓力的差異特征和管道的彎曲特征確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場；根據(jù)所有的氣體流場對管道中天然氣的流速進(jìn)行梯度分析，得到管道中天然氣的流速梯度，通過所述流速梯度確定管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域；由密度傳感器采集天然氣在管道內(nèi)各個傳感節(jié)點(diǎn)的氣體密度，通過所有氣體密度的變化趨勢特征確定管道中天然氣流動時的壓縮比；根據(jù)所述流速的突變區(qū)域和所述壓縮比對管道內(nèi)天然氣的流量進(jìn)行波動分析，得到管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值，通過所有的流量波動值確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量。

42、由此可見，本技術(shù)在流量計量過程中，首先，通過對天然氣在輸送氣體時管道內(nèi)壁的壓力進(jìn)行分析，確定天然氣在管道中各個彎曲位置處的氣體流場，所述氣體流場表示天然氣的管道中彎曲位置處氣體流速的分布情況，可用于對彎曲位置處的流速變化情況進(jìn)行分析，便于排除彎曲位置處流速變化對其它流量的影響；其次，由所有的氣體流場確定天然氣的管道中各個彎曲位置處的氣體邊界層，所述氣體邊界層表示管道中氣體的速度從零（相對于管道內(nèi)側(cè)）逐漸增加到管道中直道的氣體速度的邊界區(qū)域，由所有的氣體邊界層對管道中氣體的流速進(jìn)行梯度分析，進(jìn)而得到管道中天然氣流動過程中流速的突變區(qū)域，所述突變區(qū)域表示管道中氣體流速發(fā)生突變時的區(qū)域，即：氣體流速的變化較大，突變區(qū)域包括管道中多個位置流速突變的區(qū)域，可用于對管道中的氣體流速變化情況進(jìn)行分析，可降低管道本身的管道特征對氣體流量進(jìn)行計量時的影響；從而，通過對采集的所有氣體密度進(jìn)行分析，并確定管道中天然氣流動時的壓縮比，所述壓縮比表示管道中氣體在流動時的壓縮程度的參數(shù)值，可用于對管道中的其它流量進(jìn)行分析，減少氣體在流動過程中的壓縮情況對氣體流量進(jìn)行計量造成影響；然后，根據(jù)所述流速的突變區(qū)域和所述壓縮比對管道內(nèi)天然氣的流量進(jìn)行波動分析，得到管道內(nèi)天然氣流動過程中的多個流量波動值，所述流量波動值表示管道中氣體在流動過程中流量的波動程度的參數(shù)值，由于管道中氣體在傳輸過程中流速以及密度都存在變動，進(jìn)而在管道多個區(qū)域中存在氣體波動時的流量波動值，進(jìn)而可用于計算管道中的氣體流量，降低了管道中流場的擾動對計算管道中體積流量的影響；最后，通過所有的流量波動值確定管道內(nèi)輸出天然氣的可信體積流量。上述方案可降低流場擾動對計量管道中天然氣流量的影響。