【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体流量高精度测量，具体涉及一种气体流量高精度测量方法及热式气体质量流量计。
技术介绍
1、热式气体质量流量计是一种利用热扩散原理测量气体流量的仪表。即利用流体流过发热物体时，发热物体的热量散失多少与流体的流量呈现一定的比例关系。流量计的传感器有两只标准级的rtd，一只用来做热源，一只用来测量流体温度，当流体流动时，两者之间的温度差与流量的大小成线性关系，再通过微电子控制技术，将这种关系转换为测量流量信号的线性输出。
2、而由于热式气体质量流量计测量信号较小，容易收到电磁干扰等外部噪声的影响。故需要对测量的流量数据使用滤波算法，减小噪声干扰，提高测量精度。但是，传统的滤波算法中通常直接使用线性权重、指数权重和高斯权重等赋予数据点相应的权重，忽略了数据点本身的特征以及数据点之间的关联性，导致滤波效果较差。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种气体流量高精度测量方法及热式气体质量流量计，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本专利技术一个实施例提供了一种气体流量高精度测量方法，该方法包括以下步骤：
3、采集热式气体质量流量计的流量数据、测温探头与测速探头的温度数据以及测速探头的流速数据；
4、基于测温、测速探头的温度差异获取温度数据差异曲线，根据温度数据差异曲线构建各数据点的特征值与特征值差异；获取温度数据差异曲线各数据点的局部数据点；对于温度数据差异曲线各数据点，根据各数据点的局部数据点之间的特征
5、将各数据点的权重因子作为流量数据各数据点的滤波权重，优化加权移动平均滤波算法，得到滤波后的流量数据。
6、优选的，所述基于测温、测速探头的温度差异获取温度数据差异曲线，包括：
7、将各数据点所在时刻下的测速探头温度值减去测温探头温度值，得到各数据点的温度数据差异值，将所有采集时刻数据点的温度数据差异值，按照时序顺序组成温度数据差异曲线。
8、优选的，所述根据温度数据差异曲线构建各数据点的特征值与特征值差异，包括：
9、将温度数据差异曲线上各数据点的温度数据差异值记为各数据点的特征值；
10、对于温度数据差异曲线上各数据点，将各数据点与相邻下一个数据点的特征值之间的差值，记为各数据点的特征值差异。
11、优选的，所述获取温度数据差异曲线各数据点的局部数据点，包括：
12、对于温度数据差异曲线各数据点，将各数据点时序之前的n个数据点以及时序之后的n个数据点，组成各数据点的局部数据点；当时序之前或之后不足n个数据点时，分别取时序之后或之前的数据点进行补齐。
13、优选的，所述根据各数据点的局部数据点之间的特征值差异以及与起始数据点之间的距离，获取各数据点的趋势度，包括：
14、其中，数据点q的趋势度的表达式为：
15、
16、公式中，表示数据点q的趋势度，m表示数据点q的局部数据点中特征值差异大于0的数据点个数，表示数据点q的局部数据点个数，表示数据点q的局部数据点内特征值差异的最大值，表示数据点q的局部数据点中第i个数据点的特征值差异，表示数据点q与起始数据点之间的特征值差异，表示数据点q与起始数据点之间的时刻距离。
17、优选的，所述根据各数据点及其局部数据点的流速差异以及时刻距离构建各数据点的流速波动影响性，包括：
18、其中，数据点q的流速波动影响性的表达式为：
19、
20、公式中，表示数据点q的流速波动影响性，表示数据点q的流速数据值，，分别表示数据点q的局部数据点中的最大流速数据值与最小流速数据值，表示数据点q的局部数据点个数，表示数据点q的局部数据点中第k个数据点与其相邻下一个数据点的流速值之间的差值绝对值，表示数据点q与其局部数据点中第k个数据点之间的时刻距离。
21、优选的，所述基于各数据点的流速波动影响性对趋势度进行优化，得到各数据点优化后的趋势度，包括：
22、计算各数据点的流速波动影响性与1的和值；将各数据点的趋势度与所述和值的乘积作为各数据点优化后的趋势度。
23、优选的，所述根据各数据点局部数据点的特征值与流量值的分布差异构建各数据点的线性度，包括：
24、对于各数据点的各局部数据点，计算各局部数据点的特征值与流量值的比值，计算各数据点的特征值与流值的比值，计算两个比值的差值绝对值；
25、将各数据点的所有局部数据点的所述差值绝对值的和值的相反数，作为以自然常数为底数的指数函数的指数；将所述指数函数的计算结果作为各数据点的线性度。
26、优选的，所述各数据点的权重因子由各数据点优化后的趋势度与线性度的乘积得到。
27、第二方面，本专利技术另一个实施例提供了一种热式气体质量流量计，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种气体流量高精度测量方法的步骤。
28、本专利技术实施例至少具有如下有益效果：
29、本专利技术根据同一采集时刻下测温探头与测速探头之间的温度差异构建温度数据差异曲线，将各数据点的温度数据差异作为对应数据点的特征，便于对数据点之间的差异进行分析；本专利技术通过对温度数据差异曲线上各数据点的特征值以及其与相邻数据点之间的特征值差异进行局部数据点分析，从而构建各数据点的趋势度，用于表征数据点在局部数据点之间的趋势变化情况，用于评价该数据点受到噪声干扰的状况，从而适时调整滤波权重，实现更加有效的滤波效果；基于各数据点在流速数据中局部范围内的变化情况构建流速波动影响性，更加准确评估数据点的趋势，使得数据点的评价角度更加全面；通过结合数据点的流速波动影响性，优化各数据点的趋势度，从而更加准确评价该数据点的趋势变化情况，避免将正常数据点误判为噪声数据点，实现精准滤波；
30、本专利技术通过分析不同时间序列数据之间的差异构建气体流量数据的线性度，从而将热式气体质量流量计中的数据特点进行挖掘，实现流量计自身特征的表示；本专利技术基于线性度以及气体流量数据的局部特征自适应获取其相应的权重因子，通过数据权重的设置，对滤波效果产生针对性的影响，不仅能够降低滤波器对噪声或异常值过度敏感特性，同时也避免了数据点对滤波器的输出会被忽略的影响，有效平滑信号，提高滤波器对快速变化的信号产生响应的能力，保留原始信号的特征；此外，还保证了滤波器对噪声的抑制效果，有效去除噪声干扰；根据各数据点的局部数据点获取对应的权重因子，基于权重因子以及数据点的流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述基于测温、测速探头的温度差异获取温度数据差异曲线，包括：
3.根据权利要求2所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据温度数据差异曲线构建各数据点的特征值与特征值差异，包括：
4.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述获取温度数据差异曲线各数据点的局部数据点，包括：
5.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据各数据点的局部数据点之间的特征值差异以及与起始数据点之间的距离，获取各数据点的趋势度，包括：
6.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据各数据点及其局部数据点的流速差异以及时刻距离构建各数据点的流速波动影响性，包括：
7.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述基于各数据点的流速波动影响性对趋势度进行优化，得到各数据点优化后的趋势度，包括：
9.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述各数据点的权重因子由各数据点优化后的趋势度与线性度的乘积得到。
10.一种热式气体质量流量计，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述一种气体流量高精度测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述基于测温、测速探头的温度差异获取温度数据差异曲线，包括：
3.根据权利要求2所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据温度数据差异曲线构建各数据点的特征值与特征值差异，包括：
4.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述获取温度数据差异曲线各数据点的局部数据点，包括：
5.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据各数据点的局部数据点之间的特征值差异以及与起始数据点之间的距离，获取各数据点的趋势度，包括：
6.根据权利要求1所述的一种气体流量高精度测量方法，其特征在于，所述根据各数据点及其局部数...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张克军，王耀平，邹德胜，
申请(专利权)人：威海纳尔仪表科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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