CN118111540A - 一种高炉检漏用ai智能流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉检漏用AI智能流量计，涉及流量计技术领域，包括实验组设置模块、实验振频区间获取模块、测试数据分析模块、实时流量补偿数值获取模块和实际输出流量获取模块；通过根据流量计实时受到的各个方向的振动数值所处的振动区间，获得流量计实时受到的各个方向的振动数值分别对应的偏差系数，进而获得各个方向分别对应的补偿数值，最终获得流量计对应的实时偏差值，实现了对流量计输出流量的实时补偿，成功地实现了对流量计输出流量的精确校正，这种智能补偿方式能够自适应不同的振动条件，提高了流量计的测量精度和稳定性能够显著减少振动对流量计测量准确性的影响，提高对高炉检漏的准确性。

Description

一种高炉检漏用AI智能流量计

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，具体涉及一种高炉检漏用AI智能流量计。

背景技术

高炉检漏用的AI智能流量计是一个结合了人工智能技术和传统流体测量技术的设备，用于检测高炉等工业环境中的气体或液体流量，并能够识别是否存在泄漏问题；AI智能流量计采用了先进的机器学习算法来分析流量数据，以识别流量模式和异常情况，从而准确地检测泄漏，提高检漏的准确性和效率；

然而，在实际工程中，管道可能会同时受到来自多个方向的振动影响，这些振动可能来源于机器运转、流体流动、环境因素（如风、地震等）或其他外部力量，当管道受到振动时，流量计的测量原理可能会受到影响，导致测量结果出现误差，具体来说，振动可能会改变测量管的固有频率，影响参数的稳定性，从而使测量结果出现波动，导致测量结果出现偏差或失真，影响对高炉检漏的效果，基于此，提出一种高炉检漏用AI智能流量计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉检漏用AI智能流量计，解决了当管道受到振动时，流量计的测量原理可能会受到影响，导致测量结果出现误差的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高炉检漏用AI智能流量计，包括：

实验组设置模块：设置多个实验流量计，作为实验组；

实验振频区间获取模块：根据预先设定的多个实验振动频率获得实验振频区间；

测试数据分析模块：将流量计在不同的实验振频区间内进行测试，并获取及分析数据，以得到流量计在不同实验振频区间内各个振动方向上对应的补偿数值；

实时流量补偿数值获取模块：根据管道的实时振动频率和对应的补偿数值，计算得到实时流量补偿数值；

实际输出流量获取模块：结合实时流量数值和实时流量补偿数值，得到实际输出流量并显示出来。

作为本发明进一步的方案：获得实验振频区间的具体方式为：

设定一系列实验振动频率分别标记为A1、A2、……、Aa，根据设定的多个实验振动频率对应数值的大小，按照从小到大的顺序对其依次进行排序，将每两个相邻的实验振动频率组成一个振动区间，将相邻的实验振动频率组成振动区间，进而获得b个实验振频区间，其中a≥1，b≥1。

作为本发明进一步的方案：得到流量计在不同实验振频区间内各个振动方向上对应的补偿数值的具体方式为：

首先，选取实验振频区间和测试方向，并在测试方向上设置多个测试振动频率，对实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下的流量数据被获取，并与对照组即无振动情况下的流量计数据进行比较，从而计算出实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值；

接着，通过皮尔逊相关公式，获得实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联值G1，根据关联值的绝对值与预设值Y1的比较结果，获得流量计在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值；

最后，通过重复上述步骤，即可获得流量计在各个实验振频区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值。

作为本发明进一步的方案：获得实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值的具体方式为：

S1：选取一个实验振频区间为目标区间；

S2：选取一个振动方向为测试方向；

S3：在测试方向上设置多个位于目标区间内的测试振动频率；

获得实验流量计在目标区间内测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的测试数据；

将实验流量计在测试方向上各个测试振动频率分别对应的流量数据分别标记为B1、B2、……、Bc，将各个测试振动频率分别标记为C1、C2、……、Cc，其中c指代为测试振动频率对应的数量，c≥1；

获得对照组中对照流量计在目标区间对应的流量数据，并将其作为对照数据，将其分别标记为D1、D2、……、DZ，Z≥1；

通过公式获得Bc-DZ=Ec，获得实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值E1、E2、……、Ec。

作为本发明进一步的方案：设置对照组的具体方式为：

设置除了在测试方向上不存在振动外其余情况与实验流量计均相等的流量计作为对照流量计，同时将其作为对照组。

作为本发明进一步的方案：获得流量计在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值，具体方式为：

当关联值G1的绝对值大于等于预设值Y1时，获得各个测试振动频率Cc中最大值和最小值分别对应的偏差值EA和EB，根据K=(EA-EB)/(Cmax-Cmin)，计算获得测试方向上的测试振动频率与偏差值之间在目标区间内对应的相关系数K，通过P11=K×MA×θ1，计算获得流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11，其中MA为流管道对应的实时振动频率，θ1为预设的固定系数；当关联值G1的绝对值小于预设值Y1时，则将偏差值Ec的均值Ep，作为流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11。

作为本发明进一步的方案：获得流量计对应的实时流量补偿数值的具体方式为：

根据管道在各个振动方向上的实时振动频率，确定对应的实验振频区间和补偿数值，并将各个振动方向上的补偿数值相加，得到实时流量补偿数值WB。

作为本发明进一步的方案：获得流量计对应的实际输出流量的具体方式为：

获取流量计对应的实时流量数值并将其标记为L，将流量计对应的实时流量数值和流量计对应的实时流量数值之和标记为实际输出流量SC，通过流量计对实际输出流量SC进行显示。

作为本发明进一步的方案：振动方向为轴向、垂直和水平方向。

作为本发明进一步的方案：轴向振动：是指管道沿着其长度方向；垂直振动：是指管道在垂直于地面方向上的振动；水平振动：是指沿着管道长度方向平行的方向上的振动。

本发明的有益效果：

本发明，通过将管道的无振动情况下对应监测数据与管道的不同的振动情况下分别对应的监测数据进行对比分析计算，进而获得管道在不同方向振动对流量计的影响，根据流量计实时受到的各个方向的振动数值所处的振动区间，获得流量计实时受到的各个方向的振动数值分别对应的偏差系数，进而获得各个方向分别对应的补偿数值，最终获得流量计对应的实时偏差值，实现了对流量计输出流量的实时补偿，成功地实现了对流量计输出流量的精确校正，这种智能补偿方式能够自适应不同的振动条件，提高了流量计的测量精度和稳定性能够显著减少振动对流量计测量准确性的影响，提高对高炉检漏的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种高炉检漏用AI智能流量计的系统框架结构示意图；

图2是本发明一种高炉检漏用AI智能流量计的方法框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，请参阅图1-图2所示，本发明为一种高炉检漏用AI智能流量计，包括实验组设置模块、实验振频区间获取模块、测试数据分析模块、实时流量补偿数值获取模块和实际输出流量获取模块；

实验组设置模块，用于在实验室设置多个实验流量计，将其作为实验组，对实验组中的多个实验流量计进行不同振动方向上的振动测试；

需要说明的是，通过振动台等设备可以模拟管道的振动环境，具体模拟管道在不同振动方向上的振动频率，以评估管道在不同振动方向上的振动对流量计的影响；

实验室内设置有包括振动台、支架、管道以及流量计，实验台默认能够模拟实际工况中的振动频率，可在振动台上，设置不同的振动频率，例如设置为：40Hz、100Hz和200Hz等进行测试，采用振动频率进行分析是因为振动频率是描述管道振动特性的重要参数，能够直接反映振动的大小和周期性，进而影响到流量计的工作状态和测量精度，通过分析和测试不同振动频率下流量计的性能表现，可以有效地评估振动对流量计的影响，并为后续的补偿和校正提供依据；

实验振频区间获取模块，用于根据预先设定的多个实验振动频率，获得实验振频区间，便于根据实验振频区间，对流量计进行不同振动方向上的振动测试，具体方式为：

预先设定的多个实验振动频率分别为A1、A2、……、Aa，其中a指代为预先设定的多个实验振动频率对应的数量，a≥1；

根据设定的多个实验振动频率对应数值的大小，按照从小到大的顺序对其依次进行排序，将每两个相邻的实验振动频率组成一个振动区间，进而获得b个实验振频区间，其中a=b，b≥1；

测试数据分析模块，在各个实验振频区间内对流量计进行各个振动方向上的振动测试，并对各个实验振频区间内各个振动方向上的测试数据进行获取，同时对其进行分析，进而获得流量计在各个实验振频区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值，具体的方式为；

需要说明的是，振动方向为轴向、垂直和水平方向，轴向振动：是指管道沿着其长度方向，即流体流动的方向上的振动，如果想象管道是一根长棍子，轴向振动就像是棍子在其长度上的伸缩或摇晃；垂直振动：是指管道在垂直于地面方向上的振动，如果管道是竖直安装的，垂直振动就是管道在上下方向上的晃动；如果管道是水平安装的，垂直振动则表现为管道在左右方向上的晃动与管道长度方向垂直；水平振动：对于水平安装的管道来说，水平振动是指管道在其安装平面上，沿着与长度方向平行的方向上的振动，如果管道是竖直安装的，水平振动则表现为管道在其所在平面的圆周运动；

S1：选取一个实验振频区间为目标区间；

S2：选取一个振动方向为测试方向；

S3：在测试方向上设置多个位于目标区间内的测试振动频率；

获得实验流量计在目标区间内测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的测试数据，测试数据为实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的流量数据；

将实验流量计在测试方向上各个测试振动频率分别对应的流量数据分别标记为B1、B2、……、Bc，将各个测试振动频率分别标记为C1、C2、……、Cc，其中c指代为测试振动频率对应的数量，c≥1；

同时设置对照组，即设置除了在测试方向上不存在振动外其余情况与实验流量计均相等的流量计作为对照流量计，同时将其作为对照组；

获得对照流量计在目标区间对应的流量数据，并将其作为对照数据，将其分别标记为D1、D2、……、DZ，Z≥1；

通过公式获得Bc-DZ=Ec，获得实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值E1、E2、……、Ec；

S4：通过皮尔逊相关公式，获得实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联值，并根据对应的关联值获得流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿公式，具体方式为：

通过皮尔逊相关公式；计算获得实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联值G1，其中Cp和Ep分别为各个偏差值Ec和测试振动频率Cc的均值，c≥i≥1；

当关联值G1的绝对值大于等于预设值Y1时，则说明实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联性较强，获得各个测试振动频率Cc中最大值和最小值分别对应的偏差值EA和EB，根据K=(EA-EB)/(Cmax-Cmin)，计算获得测试方向上的测试振动频率与偏差值之间在目标区间内对应的相关系数K，其中Cmax为Cc中的最大值，Cmin为Cc中的最小值；

通过P11=K×MA×θ1，计算获得流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11，其中MA为流管道对应的实时振动频率；

当关联值G1的绝对值小于预设值Y1时，则说明实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联性较弱，甚至没有相关性，则将偏差值Ec的均值Ep，作为流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11，即P11=Ep；此处，Y1为预设值，θ1为预设的固定系数，Y1和θ1的具体取值由相关人员根据实际需求进行设定，Y1≥0.7；

S5：重复步骤S1-S4，即可获得流量计在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值P1f，其中f为振动方向对应的数量，f≥1；

S6：重复步骤S1-S5，即可获得流量计在各个实验振频区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值Pbf；

通过各个实验振频区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值Pbf，反映了流量计在各个实验振频区间内的不同振动方向的测量偏差，为后续实时流量补偿提供了依据；

实时流量补偿数值获取模块，对管道在各个振动方向上分别对应的实时振动频率进行获取，并根据其获得流量计对应的实时流量补偿数值，具体方式为：

根据管道在各个振动方向上分别对应的实时振动频率，获得管道在各个振动方向上分别对应的实验振频区间，并根据实验振频区间获得管道在各个振动方向上分别对应的补偿数值，将各个振动方向上分别对应的补偿数值之和标记为流量计对应的实时流量补偿数值WB；

举例说明，获取管道的实时振动频率MA，若管道的实时振动频率位于目标区间内，则获取管道在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值P1f，同时将其之和作为流量计对应的实时流量补偿数值WB，即通过公式，计算获得流量计对应的实时流量补偿数值WB，其中f≥j≥1；

实际输出流量获取模块，根据流量计对应的实时流量数值和实时流量补偿数值，获得流量计对应的实际输出流量，具体方式为；

获取流量计对应的实时流量数值并将其标记为L，将流量计对应的实时流量数值和流量计对应的实时流量数值之和标记为实际输出流量SC，通过流量计对实际输出流量SC进行显示；

将管道的无振动情况下对应监测数据与管道的不同的振动情况下分别对应的监测数据进行对比分析计算，进而获得管道在不同方向振动对流量计的影响，根据流量计实时受到的各个方向的振动数值所处的振动区间，获得流量计实时受到的各个方向的振动数值分别对应的偏差系数，进而获得各个方向分别对应的补偿数值，最终获得流量计对应的实时偏差值，实现了对流量计输出流量的实时补偿，成功地实现了对流量计输出流量的精确校正，这种智能补偿方式能够自适应不同的振动条件，提高了流量计的测量精度和稳定性能够显著减少振动对流量计测量准确性的影响，提高对高炉检漏的准确性。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，包括：

实验组设置模块：设置多个实验流量计，作为实验组；

实验振频区间获取模块：根据预先设定的多个实验振动频率获得实验振频区间；

测试数据分析模块：将流量计在不同的实验振频区间内进行测试，并获取及分析数据，以得到流量计在不同实验振频区间内各个振动方向上对应的补偿数值；

实时流量补偿数值获取模块：根据管道的实时振动频率和对应的补偿数值，计算得到实时流量补偿数值；

实际输出流量获取模块：结合实时流量数值和实时流量补偿数值，得到实际输出流量并显示出来。

2.根据权利要求1所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，获得实验振频区间的具体方式为：

设定一系列实验振动频率分别标记为 A1、A2、……、Aa，根据设定的多个实验振动频率对应数值的大小，按照从小到大的顺序对其依次进行排序，将每两个相邻的实验振动频率组成一个振动区间，将相邻的实验振动频率组成振动区间，进而获得b个实验振频区间，其中a≥1，b≥1。

3.根据权利要求2所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，得到流量计在不同实验振频区间内各个振动方向上对应的补偿数值的具体方式为：

首先，选取实验振频区间和测试方向，并在测试方向上设置多个测试振动频率，对实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下的流量数据被获取，并与对照组即无振动情况下的流量计的数据进行比较，从而计算出实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值；

接着，通过皮尔逊相关公式，获得实验流量计在目标区间内的测试方向上时测试振动频率与偏差值之间的关联值G1，根据关联值的绝对值与预设值Y1的比较结果，获得流量计在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值；

最后，通过重复上述步骤，即可获得流量计在各个实验振频区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值。

4.根据权利要求3所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，获得实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值的具体方式为：

S1：选取一个实验振频区间为目标区间；

S2：选取一个振动方向为测试方向；

S3：在测试方向上设置多个位于目标区间内的测试振动频率；

获得实验流量计在目标区间内测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的测试数据；

将实验流量计在测试方向上各个测试振动频率分别对应的流量数据分别标记为B1、B2、……、Bc，将各个测试振动频率分别标记为C1、C2、……、Cc，其中c指代为测试振动频率对应的数量，c≥1；

获得对照组中对照流量计在目标区间对应的流量数据，并将其作为对照数据，将其分别标记为D1、D2、……、DZ，Z≥1；

通过公式获得Bc-DZ=Ec，获得实验流量计在测试方向上的各个测试振动频率下分别对应的偏差值E1、E2、……、Ec。

5.根据权利要求4所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，设置对照组的具体方式为：

设置除了在测试方向上不存在振动外其余情况与实验流量计均相等的流量计作为对照流量计，同时将其作为对照组。

6.根据权利要求5所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，获得流量计在目标区间内的各个振动方向上分别对应的补偿数值，具体方式为：

当关联值G1的绝对值大于等于预设值Y1时，获得各个测试振动频率Cc中最大值和最小值分别对应的偏差值EA和EB，根据K=(EA-EB)/(Cmax-Cmin)，计算获得测试方向上的测试振动频率与偏差值之间在目标区间内对应的相关系数K，通过P11=K×MA×θ1，计算获得流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11，其中MA为流管道对应的实时振动频率，θ1为预设的固定系数；当关联值G1的绝对值小于预设值Y1时，则将偏差值Ec的均值Ep，作为流量计在目标区间内的测试方向上对应的补偿数值P11。

7.根据权利要求6所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，获得流量计对应的实时流量补偿数值的具体方式为：

根据管道在各个振动方向上的实时振动频率，确定对应的实验振频区间和补偿数值，并将各个振动方向上的补偿数值相加，得到实时流量补偿数值WB。

8.根据权利要求7所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，获得流量计对应的实际输出流量的具体方式为：

获取流量计对应的实时流量数值并将其标记为L，将流量计对应的实时流量数值和流量计对应的实时流量数值之和标记为实际输出流量SC，通过流量计对实际输出流量SC进行显示。

9.根据权利要求8所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，振动方向为轴向、垂直和水平方向。

10.根据权利要求9所述的一种高炉检漏用AI智能流量计，其特征在于，轴向振动：是指管道沿着其长度方向；垂直振动：是指管道在垂直于地面方向上的振动；水平振动：是指沿着管道长度方向平行的方向上的振动。