申请/专利权人：西安思坦仪器股份有限公司

申请日：2024-04-09

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118013238B

主分类号：G06F18/20

分类号：G06F18/20;G06F18/213;G06F18/22;E21B47/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.05.28#实质审查的生效;2024.05.10#公开

摘要：本申请涉及超声流量测量技术领域，具体涉及油水井智能注采外置超声流量测量装置及方法，该方法包括：采集超声波流量测量过程中的激励信号与回波信号并划分各信号区间；根据回波信号中相邻信号区间与标准信号区间的相似情况获取回波信号的上升段；根据上升段每个信号区间内各数据点两侧的信号强度分布获取峰值点；根据每个信号区间的峰值点与其他数据点之间的峰值性差异，构建最小二乘法的最优目标函数；获取回波信号的精准到达时间，基于精准到达时间采用时差法完成流量测量。本申请旨在结合超声波信号特征优化直线拟合算法，使得得到更加精准的回波信号到达时间，提高了超声流量测量的测量效率与精度。

主权项：1.油水井智能注采外置超声流量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集超声波流量测量过程中的激励信号与回波信号；对回波信号以及激励信号划分各信号区间，获取标准信号区间内的标准波形曲线；根据回波信号中相邻信号区间与标准信号区间的标准波形曲线相似情况构建每个信号区间的上升度；将超声波换能器接收到回波信号的初始时刻，到上升度最大的信号区间的结束时刻之间的信号段，记为回波信号的上升段；对于上升段，根据每个信号区间内各数据点两侧的信号强度分布获取每个信号区间内各数据点的峰值性；将信号区间中峰值性最大的数据点记为峰值点；根据每个信号区间的峰值点与其他数据点之间的峰值性差异确定每个信号区间的峰值分布特征值；根据峰值点所在信号区间内的左、右子区间的信号强度值差异以及峰值分布特征值，确定峰值点的畸变度；根据回波信号中所有信号区间内峰值点的畸变度以及峰值性，构建最小二乘法的最优目标函数；基于最小二乘法的最优目标函数优化最小二乘法，输出回波信号的精准到达时间，基于精准到达时间采用时差法完成流量测量；所述对回波信号以及激励信号划分各信号区间，获取标准信号区间内的标准波形曲线，包括：获取回波信号曲线中的零点，将任意两个相邻的零点之间的所有数据点组成一个区间，当区间内的数据点数量大于0时，将区间记为信号区间；采用与回波信号中的信号区间相同的划分方法对激励信号进行信号区间划分；将激励信号中任意一个信号强度值大于0的信号区间，记为标准信号区间，将标准信号区间内的波形曲线作为标准波形曲线；所述根据回波信号中相邻信号区间与标准信号区间的标准波形曲线相似情况构建每个信号区间的上升度，包括：其中，信号区间W的标准度的表达式为：式中，表示信号区间W内的波形曲线与标准波形曲线之间的皮尔逊相关系数，表示信号区间W内的数据点个数，表示标准信号区间内的数据点个数，min为最小值函数，表示信号区间w内第n个数据点的信号强度值，表示标准信号区间E内第n个数据点的信号强度值；对于每个信号区间，计算每个信号区间与前一个相邻的信号区间的标准度的差值绝对值，作为分母；计算每个信号区间与后一个相邻的信号区间的标准度的差值绝对值，作为分子；计算分子与分母的比值；将所述比值与每个信号区间的标准度的乘积，作为每个信号区间的上升度；所述根据每个信号区间内各数据点两侧的信号强度分布获取每个信号区间内各数据点的峰值性，包括：对于每个信号区间的数据点q，将每个信号区间中在数据点q左侧的所有数据点组成左子区间，在数据点q右侧的所有数据点组成右子区间；对于左、右子区间中的任意一个数据点，获取任意一个数据点与相邻下一时刻数据点的斜率值；其中，信号区间W内数据点q的峰值性的表达式为：式中，表示数据点q的信号强度值，exp表示以自然常数为底数的指数函数，min为最小值函数，、分别表示左子区间、右子区间内的数据点个数，、分别表示左子区间、右子区间内第i个数据点的斜率值，为极小正数，表示信号区间W内与数据点q的信号强度值相等的数据点个数；所述根据峰值点所在信号区间内的左、右子区间的信号强度值差异以及峰值分布特征值，确定峰值点的畸变度，包括：其中，峰值点r的左、右子区间内数据点信号强度值的差异的表达式为：式中，min为最小值函数，、分别表示左子区间、右子区间内的数据点个数，、分别表示左子区间、右子区间内第c个数据点的信号强度值，表示左子区间、右子区间内第c个数据点的信号强度值在信号区间W内的最大重复个数；分别计算第一过程与第二过程中激励信号的结束时间与回波信号的上升段的结束时间的时间长度之间的差值绝对值；计算信号区间内峰值点的左、右子区间内数据点信号强度值的差异与所述差值绝对值的乘积，作为分子；计算信号区间内峰值点的峰值性与信号区间的峰值分布特征值的乘积，作为分母；将分子与分母的比值作为信号区间内峰值点的畸变度。

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