超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 二

其次，本文完成了多聲道超聲波氣體流量計的機理建模。在基于弦向聲道的超聲波流量計測量原理的基礎上，利用流速分布修正系數的計算方法，以及數值積分計算方法，研究了多聲道超聲波氣體流量計聲道分布位置的確定方法，數字積分加權系數的計算方法，建立了完整的數學模型。在建模過程中，利用了Gauss-Legendre、Gauss-Yacobi 和神經網絡數值積分方法，確定了聲道分布位置參數和加權系數，建立了不同特性的三種數學模型。通過仿真與計算得知，三種數學模型均在理論計算誤差上能夠滿足流量測量精度的要求。Gauss-Legendre 建模方法適合奇數聲道的多聲道超聲波流量計；Gauss-Yacobi 建模方法適合流態復雜的偶數聲道的多聲道超聲波氣體流量計，它避開了管道軸線上流態復雜的問題。這兩種高斯數值積分建立的數學模型，雖已完整和系統，但需要在實際應用前現場測試修正加權系數。然后，研究了多聲道超聲波氣體流量計中聲信號的識別技術。在研究了超聲波信號的產生、接收電路的基礎上，分析了提高測量精度的關鍵在于如何精確地尋找到超聲波回波信號的起點時刻。因此本文研究了適合單片機或DSP 微處理器系統實

現的改進型數字極性相關算法，經過實驗測試，其識別時間能夠達到≤0.1 秒，聲時測量精度也能夠滿足系統要求。

最后，分析和討論了多聲道超聲波氣體流量測量的數據處理方法，包括各個聲道的流速測量值和多個聲道的流速測量值的數據融合算法；根據工況下的流量測量值，通過溫度、壓力和氣體壓縮系數補償和修正，完成標況下的流量修正；還進行了多聲道超聲波氣體流量計測量不確定度分析，并結合現場測試數據的不確定分析結果，佐證了上述數據處理方法和不確定度分析的效果。

超聲波流量計