一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法技术

本发明专利技术涉及超声波流量计技术领域，具体涉及一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法。所述方法包括：在测量过程中，系统以较高的采样频率快速采集顺逆流渡越时间样本数据分别做差计算时间变化率；通过与时间变化率对比来判别气体流速状态并实时调整R值来实现快速响应和数据滤波效果的平衡。结果表明本发明专利技术保证了气体流速在稳定时的计量精度，同时兼顾了气体流量突变时测量值滞后于实际值的实际问题，通过实时调整滤波参数以适应不同的气体流速状态，显著降低了系统的零点漂移，从而在保证数据滤波效果的同时提高了响应速度和测量准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波流量计，具体涉及一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法。

技术介绍

1、超声波气体流量计主要是通过测量超声波顺逆流渡越时间来计算流量，计量准确性的影响主要表现在准确获取信号的顺逆流渡时间方面由于在测量气体介质中的压力、流量时的不稳定性会导致超声波信号出现波动，进而导致测量的顺逆流渡时间存在抖动，影响超声波流量计的测量精度。

2、目前传统的滤波算法，如滑动平均滤波、传统卡尔曼滤波等，其无法同时兼顾流量稳定时对数据进行滤波平滑效果及对管道内流量变化进行快速响应的情况。为此，基于传统的卡尔曼滤波算法，提出一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法，使其能够在保证数据平滑效果的同时提高响应速率，并在保证快速响应气体流速变化的同时提高计量精度和稳定性。

3、专利技术专利内容

4、在本专利技术中，改进了卡尔曼滤波算法，以对超声波气体流量计的数据进行处理。卡尔曼滤波算法属于一种时域滤波方法，适用于递推求解，能够对于数据进行较为实时的处理，并且递推公式每次都会根据到该时间点的状态估计给出一个新的状本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、在超声波气体流量计开始工作时，快速测量N组顺逆流渡越时间差值并计算测量值z(k)和预测值的差值S2、当小于时，此时处于流量平稳状态，选择R1数据平滑滤波协方差矩阵，以获得更平滑稳定的滤波数据；

2.根据权利要求1所述的改进型卡尔曼数据滤波方法，其特征在于，所述方法将测量值z(k)和预测值的差值作为作为R值切换的依据，具体表达式如下：

3.根据权利要求1所述的改进型卡尔曼数据滤波方法，其特征在于，其中所述超声波气体流量计顺逆流渡时间差的变化率通过快速采集并计算N组顺逆流渡...

【技术特征摘要】

1.一种用于超声波气体流量计的改进型卡尔曼数据滤波方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1、在超声波气体流量计开始工作时，快速测量n组顺逆流渡越时间差值并计算测量值z(k)和预测值的差值s2、当小于时，此时处于流量平稳状态，选择r1数据平滑滤波协方差矩阵，以获得更平滑稳定的滤波数据；

2.根据权利要求1所述的改进型卡尔曼数据滤波方法，其特征在于，所述方法将测量值z(k)和预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞兵，周君洋，齐浩，徐韶阳，张凯，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：