基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償研究.pdf

1、隨著天然氣在全球一次消費(fèi)能源占比的不斷提升，天然氣的計(jì)量?jī)x器儀表市場(chǎng)也不斷增大。相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)量?jī)x表，超聲波流量計(jì)具有寬量程比、高可靠性、高計(jì)量精度、無(wú)可動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在市場(chǎng)上占有一席之地。我國(guó)的天然氣儲(chǔ)備量豐富，自從“西氣東輸”項(xiàng)目開(kāi)展以來(lái)，天然氣市場(chǎng)發(fā)展迅猛。由于我國(guó)氣體超聲波流量計(jì)的研究起步較晚，國(guó)內(nèi)氣體超聲波流量計(jì)市場(chǎng)長(zhǎng)期被外資企業(yè)所壟斷。因此，氣體超聲波流量計(jì)的研發(fā)具有及其重要的戰(zhàn)略意義。
　　氣體超聲波流量計(jì)測(cè)量精

2、度的影響眾多，本論文的研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)安裝效應(yīng)的流場(chǎng)分析及補(bǔ)償。本文在氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題中引入了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性擬合能力，通過(guò)訓(xùn)練得到聲道和管道平均流速之間的關(guān)系。使用數(shù)值仿真的方式對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)安裝效應(yīng)的補(bǔ)償進(jìn)行了驗(yàn)證，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.針對(duì)換能器的凹凸安裝和位置偏移的安裝效應(yīng)問(wèn)題，建立三維模型，利用數(shù)值仿真的方式進(jìn)行了流場(chǎng)的分析。將兩種安裝效

3、應(yīng)對(duì)測(cè)量精度的影響進(jìn)行可視化處理。并將數(shù)值仿真得到的數(shù)據(jù)使用傳統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)法進(jìn)行處理，研究其對(duì)安裝效應(yīng)的補(bǔ)償能力。
　　2.根據(jù)氣體超聲波流量計(jì)的實(shí)際問(wèn)題，選擇合適的隱含層、激活函數(shù)和成本函數(shù)等參數(shù)。針對(duì)課題組研制的三聲道的氣體超聲波流量計(jì)構(gòu)建一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使用Python編寫相應(yīng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代碼。
　　3.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償?shù)尿?yàn)證。將不同安裝效應(yīng)數(shù)值仿真得到的數(shù)據(jù)分成訓(xùn)練組和測(cè)試組。使用訓(xùn)練組對(duì)