随着智能制造的飞速发展,工业领域对流量监测提出了更高的要求。涡轮流量计作为流量监测领域中大量应用的传感器,其传统感应线圈易受电磁干扰的影响,精度不高;且当前流量计智能化程度低,通讯接口单一。针对上述问题,本文结合无线传感技术和非线性矫正技术,开展了具有物联网功能的新型涡轮工业流量计的研究与开发。论文的主要研究内容包括:(1)采用新型 TMR(Tunnel Magnetoresistance)和 AMR(Anisotropic Magnetoresistance)传感器替代感应线圈实现了变化磁场的检测,设计了传感器的差分放大、方波转换及高频滤波等信号调理电路,通过模块化的调理电路设计提高了传感器输出信号的稳定性和抗干扰性;(2)为提高智能化水平进行了新型工业流量计微处理器软件功能的开发,优化了流量测量算法,在测周法基础上引入了滑动均值滤波改善频率测量方法,并通过格拉布斯异常值剔除法消除测量粗大误差;设计了自动标定和校准等功能,实现了流量计的高稳定性、灵活配置和精准感知;(3)开发了有线/无线通用通讯接口,结合无线ZigBee技术构建涡轮流量计的物联网架构,实现了流量计节点到协调器网关的自动识别及组网,方便大量流量设备的快速部署;(4)针对现有涡轮流量计中传感器的非线性特性及温漂影响,设计了基于神经网络的非线性校正算法,并对网络进行离线和在线训练,实现传感器的非线性校正和温度补偿,保证全量程范围的准确测量。流量计的功能测试验证表明,通过校准配置流量计能够准确测量管道流量,并将数据从节点传输至网关,再上传到远程服务器,满足工业使用需求;设计的基于神经网络的非线性校正算法能够明显改善非线性误差和温度影响,提高测量精度,适用性范围广,完全可以应用在其他传感器的补偿校准当中。