模糊推理在超声涡街流量测量中的应用

　　超声涡街流量计可应用于供热系统的热水流量测量，其测量结果可作为贸易结算依据，要求具有较好的准确度和稳定性;同时，要求仪表功耗尽量低，以满足内部电池能够长时间供电而无需频繁更换。

　　如何既能确保仪表性能不发生变化又可大幅度降低仪表工作功耗呢?本文介绍的模糊推理方法，既可以保证测量的准确度和重复性又可以降低仪表功耗。

　　一、漩涡超声波检测方式

　　超声波检测涡街信号采用间断分时方法，如图1所示，为一组涡街超声波信号间断分时检测方法。超声波探头开始工作后，检测到前两次脉冲信号，超声 波探头关闭，脉冲信号时间间隔为T0以T0为基准预测第3个脉冲信号出现时间，自此之前打开超声波探头并开始检测脉冲信号即窗口1。如果检测到脉冲信号， 时间间隔为T1，则以T1为基准按上述方法在窗口检测第4个脉冲信号并记录与第3个脉冲信号的间隔时间;如果没检测到脉冲信号，仍以T0为基准在窗口2检 测脉冲信号。记录该组测量状态和脉冲频率的平均值。该组检测完成后根据脉冲频率值，间隔一段系统休眠时间后开始下一组测量过程，每组有各自的测量值与测量 状态。

　　二、模糊推理建模

　　模糊推理的必要性：间隔检测得到各组的数据不连续，存在偏差。偏差的大小和各组的测量状态共同决定真实流速的真伪。根据测量数据偏差大小关系利 用模糊推理方法对各组测量数据进行分析判断，得出每组测量数据的真实度大小，根据各组真实度大小进行数据输出。输入输出：输入取连续3组间隔测量数据之间 的偏差，偏差多大是各自测量状态的各组数据真实度的输出，最后取真实度最大的数据作为有效数据输出。

　　三、模糊推理步骤

　　1.输入输出确定。输入为3组间断测量值的相互偏差率，输出为3组测量结果的真实度zi。

　　2.对输入进行量化处理，再次采用均匀量化处理，将输入偏差和输出采用语言变量表示。

　　3.对输入及输出进行模糊分割。模糊变量选取合适的模糊隶属度函数。

　　4.确定规则库，规则库由多次试验获得。

　　5.输出的清晰化处理。采用最大隶属度法，利用模糊蕴含关系推导出真实度输出表。

　　6.最后各组数据真实度评价因子的确定。各组数据的测量状态同样影响最终真实度的确定，测量状态作为权重参与真实度评价(见表1)。测量状态表示：例如“111”表示测到3次脉冲间隔时间;“000”表示未测得脉冲。

　　最终真实度评价系数L_i=z _i·ω_i