基于神经网络的超声波轻质燃油质量流量测量方法研究
张晓钟,孟凡芹,宋生奎
空军勤务学院, 江苏徐州 221000
The Ultrasonic Mass Flow Measurement Method of Light FuelBased on the Artificial Neural Network Model
ZHANG Xiao-zhong,MENG Fan-qin,SONG Sheng-kui
Air Force Logistics Collage, Xuzhou, Jiangsu 221000, China
摘要 在对不同油品进行实验的基础上,分析了轻质燃油超声波传播速度、温度和密度之间的关系,建立了不同油品密度与温度和超声波传播速度之间人工神经网络模型,给出了测量电路原理。利用该模型,通过超声波速和温度测量,实现超声波流量计的直接质量计量,而不考虑油品批次和标准密度不同而造成的影响。其密度测量误差小于0.23%,原理样机质量流量测量的重复性误差可达到小于0.35%。
关键词 :
计量学 ,
质量流量测量 ,
超声波流量计 ,
神经网络模型 ,
轻质燃油
Abstract :The relationship between the light fuel ultrasonic velocity, its density and temperature is studied on the basis of a large amount of experimental data. The artificial neural network model is established to predict light fuel density of various batches and various manufactures, the predicting error of the density is less than 0.24%. A method of mass flow measurement by a ultrasonic flow meter has been given. With no need for the fuel standard density, the ultrasonic flow meter can measure the light liquid fuel mass measurement, the repeatability error of mass flow of a prototype proved to be less than 0.35%.
Key words :
metrology
mass flow measurement
ultrasonic flow meter
neural network model
light fuel
收稿日期: 2016-08-08
发布日期: 2017-02-28
基金资助: 军队后勤科研项目,高精度超声波质量流量计研究
通讯作者:
孟凡芹
E-mail: mfq6828@163.com
作者简介 : 张晓钟(1962-),男,河北获鹿人,空军勤务学院教授,工学博士,研究方向为检测技术与自动化。zxzcn@china.com
[1]Hormic K, Stinchcombe M,White H. Multilayers feedforward networks are universal approximators[J].Neural Networks,1989,2(5):358-366.
[2]王海峰,熊刚,赵小凯.基于超声波特性的油品密度仪设计[J].声学技术, 2007, 26(5): 90-92.
[3]李辉,林伟国,郑志受,等.管道输送原油密度在线测量方法研究[J].计量技术,2008, (3) :33-36.
[4]郑海明,商潇潇. 基于GA-BP神经网络大气中PM2.5软测量研究[J].计量学报,2014,35(6):621-625.
[5]杨兵,崔永俊.基于TDC-GP2的高精度超声波流量计的设计[J].电子器件,2016,39(2):447-451.
[6]孙凌逸,胡昌华,蔡伟,等 . 一种小型化超声波管外测压节点设计[J]. 传感技术学报,2014,27(4):477-483..
[7]冉扬洁,江中伟,杨继森,等 . 基于TDC-GP2的高速时栅位移传感器信号处理系统的研究[J].传感技术学报,2014,27(12):1654-1658.
[1]
许峰, 李智玮, 冯建. 恒流放电法测量超级电容器静电容量的影响因素分析与不确定度评定 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 489-493.
[2]
贾梦雯, 赵鹏, 王月兵. 高静水压下换能器阻抗特性的测量方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 461-468.
[3]
费致根, 王开创, 周强, 巩晓赟. ICF靶丸表面形貌及球度误差检测 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 406-412.
[4]
张永卓, 王晶, 傅博强, 黄翔, 董莲华, 牛春艳, 杨佳怡. 2019新型冠状病毒的核酸检测 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 393-398.
[5]
庄双勇, 赵伟, 赵东芳, 黄松岭. 一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 475-483.
[6]
姜静子, 高思田, 黄鹭, 李琪, 连笑怡. 基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统构建与实验研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 399-405.
[7]
李凯, 郝小鹏, 宋健, 孙建平, 胡朝云, 刘洋, 扈又华, 杨延龙. 真空汞固定点黑体辐射源的设计与研制 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 413-418.
[8]
马若梦, 林鸿, 张亮, 冯晓娟, 方立德, 张金涛. 基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 425-429.
[9]
李利峰, 李锐, 闫小克, 王宁, 何沛. 镓熔点温坪复现研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 419-424.
[10]
张永胜, 张毅治, 刘彦军. 差压式流量计测量脉动流量方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 430-433.
[11]
贾正森, 王磊, 徐熙彤, 周天地, 潘仙林, 石照民, 张江涛. 基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 469-474.
[12]
方立德, 郎月新, 赵宁, 李小亭, 韦子辉. 基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 434-440.
[13]
谢胜龙, 张文欣, 鲁玉军, 张为民, 朱俊江, 林立, 任国营. 气动肌肉的最小二乘支持向量机迟滞模型 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 441-447.
[14]
江文松, 王中宇, 罗哉, 张力, 胡晓峰. 基于蒙特卡罗法的冲击力溯源系统不确定度评定 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 448-454.
[15]
孟宗, 岳建辉, 邢婷婷, 李晶, 殷娜. 基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的滚动轴承故障诊断 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 455-460.