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[摘 要]流量计量是工业生产中的一项常见工作，是借助流量计完成某一时间段内流体流量的测定，为工业生产活动提供可靠依据。为充分发挥流量计的应用价值，改善其工作性能，需提高流量计量效率和精准度，文章先简要介绍了流量计量检定台，然后从不同类型流量计检定台设计、巴特沃斯低通滤波器设计、推进最小二乘法求解等几方面分析，提出了一种提高流量计检定台检测效率方法，并经过实验证明了该方法法的可行性。
[关键词]流量计检定台；检测效率；提升方法；实验分析
中图分类号：X901 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0296-01
就当前的流量计量使用情况来看，计量效率和计量精准度普遍较低，既会造成工业生产延误现象，又无法得到所需真实数据，严重影响了工业生产水平和生产质量。现今所用流量计检定台，通常一次只能对流经一条通道的流体流量进行测定，而且每次测定时间基本都会超过1.5h，并且与检定台相连接的通道参数都是固定的，兼容性较差，同时当脉冲频率较低时，将会对检定造成干扰，难以得到精准结果。
1.流量计检定台简要介绍
经过长时间的研究和发展，现阶段多通道和多台位流量计检定台的应用更为广泛，两种类型的检定台，都是由多个单通道、单台位检定台组成而成，不同是组合形式分为为并联和串联。多通道流量计检定台每条通道直径都不相同，流体经分流阀进入到每条通道中，实现与多个直径不同的单通道检定台同等应用效果，但是，因焊接工艺引起的通道稳定性问题，以及多个通道引起的液体增加问题比较突出[1]。而多台位流量计检定台每条通道直径一致，流体需依次经过所有检定台进行测定，但是，整个检测系统中的装置，都有各自的承压范围，在分压效果的影响下，越靠后的通道承压范围越小，直至无法正常测定流体流量。这些都是当前所用流量计检定台有待改进的地方。
2.提升流量计检定台检测效率方法分析
要想提高流量计检定台检测效率和精准度，就需要对其缺陷和不足加以改进，具体方法的实现可从以下三方面进行考虑。
2.1 不同类型流量计检定台设计
第一，应设计变径直管，按照法兰接口、直管段、变径管段、直管段的顺序进行连接，利用法兰接口对通道进行密封处理，避免出现流体渗漏，对于变径管段来讲，必须加强对压力的监测与控制，另外，应根据整个检测系统运行稳定性需求，确定直管段的最佳长度。第二，应设计可伸缩管，将其与变径直管大口径端进行连接，并安装驱动装置来控制管道伸缩，以实现对其长度的调整，当前常用的驱动方法主要有电气驱动、气压驱动、液压驱动、机械驱动等几种，经过工作性能及特点比较，发现选用气压驱动比较合适。第三，应设计升降台，在通道管径做出调整、接口位置移动时，利用升降台来改变支撑点，确保整个系统运行的稳定性，升降台可调节高度在100—1000mm范围内，支撑装置底端设有轨道，可进行滑动和拆卸。
2.2 巴特沃斯低通滤波器设计
在利用脉冲计数法进行流量计量时，能够根据脉冲次数，判断流体流量大小，但是，脉冲信号中谐波存在，对计量结果造成干扰，使得实际脉冲次數与记录脉冲次数存在出入，無法得到准确的流体流量大小，这就需要使用滤波器对脉冲信号进行处理，消除谐波干扰。此次研究中所用滤波器是以巴特沃斯逼近函数为理论支撑，所构建形成的一种低通滤波器，根据其最大限度平坦幅频曲线特性公式可知，当滤波器角速度ω与其截止角度ωc比值不变时，振幅减小速率会随着阶数的增大而增大。在设计滤波器时，将传递函数的阶数设置为4阶，控制好ωc，并假定采样周期为T。采用Z变化方法对传递函数进行离散化处理，得到数学模型，再利用逆向思维进行z反变化，便可以用正弦曲线表示出脉冲信号中的基波信号，进而便可以在曲线中找出任意一个值。
2.3 推进最小二乘法求解
在得到正弦基波信号后，还需进行补偿计算，此次研究中，是在最小二乘法的基础上，结合基波信号频率和相位变化情况，提出了一种改进后的计数补偿算法。在利用推进最小二乘法，对流量计检定台脉冲信号精准性进行计算时，可经过多次运算不断得到新的估算值，逐渐缩小估算范围，以此来提高估算值的精准度。同时，将扰动向量和扰动矩阵的影响考虑在内，设计总体最小二乘法，能够总结出处于稳定或者变动幅度较小的信号频率特点，可同时完成多路脉冲信号的分析，并经过反复验证得到误差最小的近似值。然后再利用奇异值分解法，对计数起止时刻信号相位进行计算，结合最小二乘法，实现对脉冲信号正弦基波信号的补偿计算，此时流量计检定台检测效率将会得到显著提升。
3.方法可行性验证
对设计好的流量计检定台各部件进行依次连接并固定，确保在运行过程中不会出现振动现象。然后对系统进行试运，发现流量计的口径、长度和深度，都可以结合实际检测需求做出调整，不过调整范围是有限制的，对不同类型流量计检定台的运行效果进行检验，发现距均能够正常完成流体流量计量，满足工业生产需求。同时，运用 Matlab/Simulink 进行脉冲计数补偿的仿真实验并对实验结果分析，计数精度均达到0.0012LSB，能够得到更为精准的检测结果。
结束语
传统传统流量计检定台存在兼容性差、检测效率低、检测精准度低等缺点，对工业生产造成了不利影响，为改善这种现状，就必须加大对提高流量计检定台检测效率方法的研究。此次研究中，通过对计量计检定台进行改进设计，并结合推进最小二乘法，可以有效解决这些问题，并经过试验证明了该方法的可行性。
参考文献
[1] 刘晓飞.提高流量计检定台检测效率方法研究[D].华南理工大学，2015.
[关键词]流量计检定台；检测效率；提升方法；实验分析
中图分类号：X901 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0296-01
就当前的流量计量使用情况来看，计量效率和计量精准度普遍较低，既会造成工业生产延误现象，又无法得到所需真实数据，严重影响了工业生产水平和生产质量。现今所用流量计检定台，通常一次只能对流经一条通道的流体流量进行测定，而且每次测定时间基本都会超过1.5h，并且与检定台相连接的通道参数都是固定的，兼容性较差，同时当脉冲频率较低时，将会对检定造成干扰，难以得到精准结果。
1.流量计检定台简要介绍
经过长时间的研究和发展，现阶段多通道和多台位流量计检定台的应用更为广泛，两种类型的检定台，都是由多个单通道、单台位检定台组成而成，不同是组合形式分为为并联和串联。多通道流量计检定台每条通道直径都不相同，流体经分流阀进入到每条通道中，实现与多个直径不同的单通道检定台同等应用效果，但是，因焊接工艺引起的通道稳定性问题，以及多个通道引起的液体增加问题比较突出[1]。而多台位流量计检定台每条通道直径一致，流体需依次经过所有检定台进行测定，但是，整个检测系统中的装置，都有各自的承压范围，在分压效果的影响下，越靠后的通道承压范围越小，直至无法正常测定流体流量。这些都是当前所用流量计检定台有待改进的地方。
2.提升流量计检定台检测效率方法分析
要想提高流量计检定台检测效率和精准度，就需要对其缺陷和不足加以改进，具体方法的实现可从以下三方面进行考虑。
2.1 不同类型流量计检定台设计
第一，应设计变径直管，按照法兰接口、直管段、变径管段、直管段的顺序进行连接，利用法兰接口对通道进行密封处理，避免出现流体渗漏，对于变径管段来讲，必须加强对压力的监测与控制，另外，应根据整个检测系统运行稳定性需求，确定直管段的最佳长度。第二，应设计可伸缩管，将其与变径直管大口径端进行连接，并安装驱动装置来控制管道伸缩，以实现对其长度的调整，当前常用的驱动方法主要有电气驱动、气压驱动、液压驱动、机械驱动等几种，经过工作性能及特点比较，发现选用气压驱动比较合适。第三，应设计升降台，在通道管径做出调整、接口位置移动时，利用升降台来改变支撑点，确保整个系统运行的稳定性，升降台可调节高度在100—1000mm范围内，支撑装置底端设有轨道，可进行滑动和拆卸。
2.2 巴特沃斯低通滤波器设计
在利用脉冲计数法进行流量计量时，能够根据脉冲次数，判断流体流量大小，但是，脉冲信号中谐波存在，对计量结果造成干扰，使得实际脉冲次數与记录脉冲次数存在出入，無法得到准确的流体流量大小，这就需要使用滤波器对脉冲信号进行处理，消除谐波干扰。此次研究中所用滤波器是以巴特沃斯逼近函数为理论支撑，所构建形成的一种低通滤波器，根据其最大限度平坦幅频曲线特性公式可知，当滤波器角速度ω与其截止角度ωc比值不变时，振幅减小速率会随着阶数的增大而增大。在设计滤波器时，将传递函数的阶数设置为4阶，控制好ωc，并假定采样周期为T。采用Z变化方法对传递函数进行离散化处理，得到数学模型，再利用逆向思维进行z反变化，便可以用正弦曲线表示出脉冲信号中的基波信号，进而便可以在曲线中找出任意一个值。
2.3 推进最小二乘法求解
在得到正弦基波信号后，还需进行补偿计算，此次研究中，是在最小二乘法的基础上，结合基波信号频率和相位变化情况，提出了一种改进后的计数补偿算法。在利用推进最小二乘法，对流量计检定台脉冲信号精准性进行计算时，可经过多次运算不断得到新的估算值，逐渐缩小估算范围，以此来提高估算值的精准度。同时，将扰动向量和扰动矩阵的影响考虑在内，设计总体最小二乘法，能够总结出处于稳定或者变动幅度较小的信号频率特点，可同时完成多路脉冲信号的分析，并经过反复验证得到误差最小的近似值。然后再利用奇异值分解法，对计数起止时刻信号相位进行计算，结合最小二乘法，实现对脉冲信号正弦基波信号的补偿计算，此时流量计检定台检测效率将会得到显著提升。
3.方法可行性验证
对设计好的流量计检定台各部件进行依次连接并固定，确保在运行过程中不会出现振动现象。然后对系统进行试运，发现流量计的口径、长度和深度，都可以结合实际检测需求做出调整，不过调整范围是有限制的，对不同类型流量计检定台的运行效果进行检验，发现距均能够正常完成流体流量计量，满足工业生产需求。同时，运用 Matlab/Simulink 进行脉冲计数补偿的仿真实验并对实验结果分析，计数精度均达到0.0012LSB，能够得到更为精准的检测结果。
结束语
传统传统流量计检定台存在兼容性差、检测效率低、检测精准度低等缺点，对工业生产造成了不利影响，为改善这种现状，就必须加大对提高流量计检定台检测效率方法的研究。此次研究中，通过对计量计检定台进行改进设计，并结合推进最小二乘法，可以有效解决这些问题，并经过试验证明了该方法的可行性。
参考文献
[1] 刘晓飞.提高流量计检定台检测效率方法研究[D].华南理工大学，2015.