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基于神经网络的超声波流量测量及温度补偿系统的研究

李志浩  
【摘要】: 传统超声波流量测量中,温度对声速的影响较大,管道内外径、管道压力等流体相关环境因素也会影响超声波的测量精度,为了保证超声波流量计的高准确度和高灵敏度测量,本文研究基于神经网络的超声波流量测量及温度补偿系统。 根据被测流体的流场分布,通过分析流动性对测量的影响因素,确定利用超声波测量流量的时差法工作原理。 针对温度变化引起声速变化的特点,通过对神经网络特性、结构、算法等内容的研究,确立利用神经网络技术来进行温度补偿,并建立超声波流量测量温度补偿模型。 完成了具有温度补偿的超声波流量测量系统硬件设计,硬件电路设计在保证测量精度的前提下,对各个相关电路进行合理的设计。主要硬件电路包括超声波发射电路、接收电路、温度测量电路、系统控制电路、高频振荡和计数电路等。 根据相应的系统硬件结构,进行了软件程序设计。并利用MATLAB仿真软件使用测量样本对网络进行训练,以此对超声流量测量系统进行温度补偿。 利用神经网络技术进行温度补偿,达到了减小误差、提高测量准确度的目的。神经网络技术的应用极大提高了超声波流量测量精度,实现了超声波流量测量温度补偿智能化,为高精度超声波流量计的实际应用奠定了基础。


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