超声波流量计多声道气体测量技术探讨 一零九

6.2 本文的创新之处

(1) 以往对超声波气体流量计的研究文献中，大多采用实验方法建立的流量计的经验公式，缺少对超声波气体流量计深入的理论分析。尤其是在流速分布系数的计算方面，以往的文献中均采用实验经验公式，导致超声波流量计没有一个完整的数学模型。本文利用计算流体力学，推导了流速分布系数的理论计算公式；再结合计算流体力学、超声学、电子学等多个领域的知识，建立了基于高斯数值积分的多声道超声波热式气体流量计完整的数学模型；用数字仿真的方法研究了多声道超声波气体流量计的流量测量性能，弥补了实验研究的局限性，为流量计的后续研究奠定了理论基础。

(2) 在分析了多声道超声波气体流量计测量管段结构的基础上，建立了基于神经网络方法的四声道以上的多声道超声波气体流量计数学模型，通过数字仿真的方法研究了其具有在线自适应修正权系数和高测量精度的特性，改善了以往测量方法中需要对现场流场情况进行人工修正的不足，提高了多声道超声波气体流量计的实用性。

(3) 在分析了超声波激励和传播工作机理的基础上，提出了基于数字极性相关的超声波流量计超声波信号识别方法。该方法克服了以往基于小波分析的超声波回波信号识别方法难以数字化实现的问题，更易在单片嵌入式流量测量系统中实现。本文通过实验室物理实验，对超声波在零流管道中进行了零流实验，并进行了超声波传播速度的测量实验，其实验结果表明，该方法能够达到测量精度的要求。

超声波流量计