本发明属于高温流量计校准技术领域，涉及一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置及方法，解决了目前液氧煤油发动机在地面试验时，发动机蒸发器出口高温气体流量计无法实流校准的问题。校准装置元器件部分与电气控制部分；元器件部分包括高温输入气路、常温输入气路、检测气路、高温输出气路及常温输出气路；电气控制部分包括模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、PLC、电加热柜及上位机；采用高温开关阀配合实现了音速喷嘴气体流量标准装置高温/常温状态切换，可实现对高温流量计及常温流量计的校准全覆盖。
1.一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：包括元器件部分与电气控制部分；
所述元器件部分包括高温输入气路(01)、常温输入气路(02)、检测气路(03)、高温输出气路(05)及常温输出气路(04)；
所述高温输入气路(01)包括依次设置在管线上的空压机(1)、比例调节阀(2)、电加热器组件(3)、高温气体储气罐(4)、稳压罐(5)及第一高温开关阀(6)；所述常温输入气路(02)包括依次设置在管线上的真空泵组(19)、音速喷嘴、真空缓冲罐(18)及第二高温开关阀(17)；所述检测气路包括依次设置在管线上的第一压力变送器(9)、音速喷嘴器组(10)、第一温度变送器(11)、第二压力变送器(12)及第二温度变送器(14)，其中第二压力变送器(12)与第二温度变送器(14)之间用于连接被检流量计；所述高温输出气路(05)包括依次设置在管线上的第三高温开关阀(15)及第一消音器(16)；所述常温输出气路包括依次设置在管线上的开关阀(8)及第二消音器(7)；
所述开关阀(8)与第一高温开关阀(6)均与第一压力变送器(9)连接；所述第三高温开关阀(15)及第二高温开关阀(17)均与第二温度变送器(14)连接；
所述电气控制部分包括模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、PLC、电加热柜及上位机；
所述上位机包括存储器及处理器，存储器中存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现以下过程：步骤一、初始化；
步骤二、判断被检流量计是高温流量计还是常温流量计；若为高温流量计，执行步骤三至步骤六，若为常温流量计，执行步骤七至步骤九；
步骤三、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀(6)与第三高温开关阀(15)开启，并将开关阀(8)关闭和第二高温开关阀(17)关闭；
步骤四、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制空压机(1)打开，根据需要输出的气体流量值，通过PLC给模拟量输出板卡发送流量调节指令，控制比例调节阀(2)的阀门开度；
步骤五、数字量输出板卡调节电加热柜的电流输出来控制电加热器组件(3)的温度；使得管线中的气体温度为需要加热的温度值；
步骤六、PLC读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器(12)、第二温度变送器(14)、第一压力变送器(9)及第一温度变送器(11)的值；计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm测量，具体计算公式为其中，为P0为第一压力变送器(9)测量到的压力值，T0为第一温度变送器(11)测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准；
步骤七、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀(6)与第三高温开关阀(15)关闭，并将开关阀(8)和第二高温开关阀(17)开启；
步骤八、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制水环真空泵组(19)打开；按照被检流量计的流量范围需求，开启不同的音速喷嘴组；
步骤九、PLC读取被检流量计的质量流量值、第二压力变送器(12)、第二温度变送器(14)、第一压力变送器(9)及第一温度变送器(11)的值，计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，0为第一压力变送器(9)测量到的压力值，T0为第一温度变送器(11)测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
2.根据权利要求1所述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：所述电加热器组件包括多个SWDR管道加热器；多个SWDR管道加热器以环形排布的方式固定在管道外壁。
3.根据权利要求2所述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：第二压力变送器(12)与第二温度变送器(14)之间设有夹表器。
4.一种利用权利要求1-3任一所述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置实现高温气体流量计校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、初始化；
步骤二、判断被检流量计是高温流量计还是常温流量计；若为高温流量计，执行步骤三至步骤六，若为常温流量计，执行步骤七至步骤九；
步骤三、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀(6)与第三高温开关阀(15)开启，并将开关阀(8)关闭和第二高温开关阀(17)关闭；
步骤四、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制空压机(1)打开，根据需要输出的气体流量值，通过PLC给模拟量输出板卡发送流量调节指令，直接控制比例调节阀(2)的阀门开度；
步骤五、数字量输出板卡调节电加热柜的电流输出来控制电加热器组件(3)的温度；使得管线中的气体温度为需要加热的温度值；
步骤六、PLC读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器(12)、第二温度变送器(14)、第一压力变送器(9)及第一温度变送器(11)的值；计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，0为第一压力变送器(9)测量到的压力值，T0为第一温度变送器(11)测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准；
步骤七、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀(6)与第三高温开关阀(15)关闭，并将开关阀(8)和第二高温开关阀(17)开启；
步骤八、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制水环真空泵组(19)打开；按照被检流量计的流量范围需求，开启不同的音速喷嘴组；
步骤九、PLC读取被检流量计的质量流量值、第二压力变送器(12)、第二温度变送器(14)、第一压力变送器(9)及第一温度变送器(11)的值，计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，0为第一压力变送器(9)测量到的压力值，T0为第一温度变送器(11)测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
5.根据权利要求4所述的实现高温气体流量计校准的方法，其特征在于，步骤五中具体如下：
步骤5.1、建立神经网络，确定对控制电流的比例、微分、积分三个参量为神经元输入，神经元输出为电流输出控制量u(k)；
其中，kp为神经元的正实数比例系数，为一常数；wi(k)为神经网络的权值；xi(k)为神经元输入，输入x1(k)＝e(k)-e(k-1)，输入x2(k)＝e(k)，输入x3(k)＝e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)；
权值对应PID比例、微分、积分三个参量，其中权值初始量w1(k)＝kp，w2(k)＝ki，w3(k)＝kd，权值的计算公式为w1(k)＝w1(k-1)+ηpu(k)e(k)，w2(k)＝w2(k-1)+ηiu(k)e(k)，w3(k)＝w3(k-1)+ηdu(k)e(k)；ηp、ηi、ηd为比例、微分、积分项的学习率；
步骤5.2、将温度设定值y1(k)与实际温度测量值y(k)的计算差值经过状态转换，e(k)＝y1(k)-y(k)，查看e(k)是否为0，为0则说明温度调节达到预定目标，不为0则调整输出权值wi(k)和输入量xi(k)，进而改变电流控制量输出u(k)来调节输出温度，在判断当前温度值是否达到设定值，如果没有达到设定值，继续调整PID参数，直至温度达到设定值为止。
一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置及方法
技术领域
[0001] 本发明属于高温流量计校准技术领域，涉及一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准技术。
背景技术
[0002] 在液氧煤油发动机地面试验中，为了模拟发动机实际工作时的状态，在试车系统增加液氧蒸发器系统来满足给液氧系统增压的需求。而液氧煤油发动机热试车过程中的蒸发器气体流量是火箭贮箱增压能力是否满足飞行要求的关键参数，影响着火箭发射的成败，因此，在液氧煤油发动机的地面试验中，要实现对蒸发器气体流量的准确测量。目前液3
氧煤油发动机试验系统的蒸发器的气体出口温度为150℃，出口流量为300m/h，试验系统采用孔板流量计进行测量。
[0003] 但是目前对气体流量测量系统中的流量测量元件通常使用常温、低压空气介质进行校准，当孔板等测量元件工作在高温状态时，其性能会随温度发生变化，导致零漂并影响灵敏度系数，若使用常温状态下校准系数进行测量，会带来较大的测量误差。同时，测量元件因材料、工作原理等不同，其从常温状态到高温状态的变化规律也无法准确获得，难以使用常温状态下的校准系数对测量数据进行修正。因此，只有通过高温校准的方式才能实现高温气体的精确测量。
[0004] 目前能产生气体温度到150℃，出口流量为300m3/h的高温气体流量标准装置非常少，现有蒸汽流量站，但产生的也不是高温空气，而是水蒸汽，不但介质不能满足液氧煤油发动机地面试验用高温气体流量计的要求，而且温度不可调，无法对高温气体流量计进行校准。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置及方法，解决了目前液氧煤油发动机在地面试验时，发动机蒸发器出口高温气体流量计无法实流校准的问题。
[0006] 本发明所采用的技术方案是提供一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特殊之处在于：包括元器件部分与电气控制部分；
[0007] 上述元器件部分包括高温输入气路、常温输入气路、检测气路、高温输出气路及常温输出气路；
[0008] 上述高温输入气路包括依次设置在管线上的空压机、比例调节阀、电加热器组件、高温气体储气罐、稳压罐及第一高温开关阀；上述常温输入气路包括依次设置在管线上的真空泵组、音速喷嘴、真空缓冲罐及第二高温开关阀；上述检测气路包括依次设置在管线上的第一压力变送器、音速喷嘴器组、第一温度变送器、第二压力变送器及第二温度变送器，其中第二压力变送器与第二温度变送器之间用于连接被检流量计；上述高温输出气路包括依次设置在管线上的第三高温开关阀及第一消音器；上述常温输出气路包括依次设置在管线上的开关阀及第二消音器；
[0009] 上述开关阀与第一高温开关阀均与第一压力变送器连接；上述第三高温开关阀及第二高温开关阀均与第二温度变送器连接；
[0010] 上述电气控制部分包括模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、PLC、电加热柜及上位机；
[0011] 上述上位机包括存储器及处理器，存储器中存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现以下过程：
[0012] 步骤一、初始化；
[0013] 步骤二、判断被检流量计是高温流量计还是常温流量计；若为高温流量计，执行步骤三至步骤六，若为常温流量计，执行步骤七至步骤九；
[0014] 步骤三、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀与第三高温开关阀开启，并将开关阀关闭和第二高温开关阀关闭；
[0015] 步骤四、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制空压机打开，根据需要输出的气体流量值，通过PLC给模拟量输出板卡发送流量调节指令，控制比例调节阀的阀门开度；
[0016] 步骤五、数字量输出板卡调节电加热柜的电流输出来控制电加热器组件的温度；使得管线中的气体温度为需要加热的温度值；
[0017] 步骤六、PLC读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值；计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm测量，具体计算公式为 其中，为P0为第一压力变送器测量到的压力值，T0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准；
[0018] 步骤七、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀与第三高温开关阀关闭，并将开关阀和第二高温开关阀开启；
[0019] 步骤八、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制水环真空泵组打开；按照被检流量计的流量范围需求，开启不同的音速喷嘴组；
[0020] 步骤九、PLC读取被检流量计的质量流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值，计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，P0为第一压力变送器测量到的压力值，T0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
[0021] 进一步地，上述电加热器组件包括多个SWDR管道加热器；多个SWDR管道加热器以环形排布的方式固定在管道外壁。
[0022] 进一步地，第二压力变送器与第二温度变送器之间设有夹表器。
[0023] 本发明还提供一种利用上述液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置实现高温气体流量计校准的方法，包括以下步骤：
[0024] 步骤一、初始化；
[0025] 步骤二、判断被检流量计是高温流量计还是常温流量计；若为高温流量计，执行步骤三至步骤六，若为常温流量计，执行步骤七至步骤九；
[0026] 步骤三、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀与第三高温开关阀开启，并将开关阀关闭和第二高温开关阀关闭；
[0027] 步骤四、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制空压机打开，根据需要输出的气体流量值，通过PLC给模拟量输出板卡发送流量调节指令，直接控制比例调节阀的阀门开度；
[0028] 步骤五、数字量输出板卡调节电加热柜的电流输出来控制电加热器组件的温度；使得管线中的气体温度为需要加热的温度值；
[0029] 步骤六、PLC读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值；计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，p0为第一压力变送器测量到的压力值，T0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准；
[0030] 步骤七、给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀与第三高温开关阀关闭，并将开关阀和第二高温开关阀开启；
[0031] 步骤八、PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制水环真空泵组打开；按照被检流量计的流量范围需求，开启不同的音速喷嘴组；
[0032] 步骤九、PLC读取被检流量计的质量流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值，计算当前温度、压力值下音速喷嘴的标准质量流量的值qm，具体计算公式为 其中，P0为第一压力变送器测量到的压力值，T0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
[0033] 进一步地，步骤五中具体如下：
[0034] 步骤5.1、建立神经网络，确定对控制电流的比例、微分、积分三个参量为神经元输入，神经元输出为电流输出控制量u(k)；
[0035]
[0036] 其中，kp为神经元的正实数比例系数，为一常数；wi(k)为神经网络的权值；xi(k)为神经元输入，输入x1(k)＝e(k)-e(k-1)，输入x2(k)＝e(k)，输入x3(k)＝e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)；
[0037] 权值对应PID比例、微分、积分三个参量，其中权值初始量w1(k)＝kp，w2(k)＝ki，w3(k)＝kd，权值的计算公式为w1(k)＝w1(k-1)+ηpu(k)e(k)，w2(k)＝w2(k-1)+ηiu(k)e(k)，w3(k)＝w3(k-1)+ηdu(k)e(k)；ηp、ηi、ηd为比例、微分、积分项的学习率；
[0038] 步骤5.2、将温度设定值y1(k)与实际温度测量值y(k)的计算差值经过状态转换，e(k)＝y1(k)-y(k)，查看e(k)是否为0，为0则说明温度调节达到预定目标，不为0则调整输出权值wi(k)和输入量xi(k)，进而改变电流控制量输出u(k)来调节输出温度，在判断当前温度值是否达到设定值，如果没有达到设定值，继续调整PID参数，直至温度达到设定值为止。
[0039] 本发明的有益效果是：
[0040] 1、本发明采用正压法音速喷嘴气体流量标准装置作为校准装置核心，通过管道加热装置实现了高温燃气的产生，解决了高温气体流量计实流校准的问题；
[0041] 2、本发明采用高温开关阀配合实现了音速喷嘴气体流量标准装置高温/常温状态切换，可实现对高温流量计及常温流量计的校准全覆盖。
附图说明
[0042] 图1是本发明整体结构图；
[0043] 图2是本发明的电气连接图；
[0044] 图3是本发明控制方法流程图；
[0045] 其中附图标记为：01-高温输入气路、02-常温输入气路、03-检测气路、04-常温输出气路；05-高温输出气路；
[0046] 1-空压机，2-比例调节阀，3-电加热器组件，4-高温气体储气罐，5-稳压罐，6-第一高温开关阀，7-第二消音器，8-开关阀，9-第一压力变送器，10-音速喷嘴组，11-第一温度变送器，12-第二压力变送器，13-被检孔板，14-第二温度变送器，15-第三高温开关阀，16-第一消音器，17-第二高温开关阀，18-真空缓冲罐，19-水环真空泵组。
具体实施方式
[0047] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0048] 参照图1，本实施例一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置主要包括高温输入气路01、常温输入气路02、检测气路03、高温输出气路05及常温输出气路04。空压机1、比例调节阀2、电加热器组件3、高温气体储气罐4、稳压罐5及第一高温开关阀6构成高温输入气路01；真空泵组19、音速喷嘴、真空缓冲罐18及第二高温开关阀17构成常温输入气路
02；第一压力变送器9、音速喷嘴器组10、第一温度变送器11、第二压力变送器12及第二温度变送器14构成检测气路03；第三高温开关阀15及第一消音器16构成高温输出气路05；开关阀8及第二消音器7构成常温输出气路04。
[0049] 空压机1与比例调节阀2的一端相连，比例调节阀2另一端与电加热器组件3相连，电加热器组件3通过管线连接到高温气体储气罐4中，高温气体储气罐4出气端与稳压罐5连接，稳压罐5出口端与高温开关阀6相连。第二消音器7一端接大气，另一端连接到开关阀8一端上，开关阀8另一端和高温开关阀6都连接到压力变送器9处，第一压力变送器9与音速喷嘴组10的一端连接，同时，音速喷嘴组10另一端连接到第一温度变送器11上，第一温度变送器11与第二压力变送器12、被检流量计13、第二温度变送器14一端依次相连，第二温度变送器14的另一端一方面连接到第三高温开关阀15，第三高温开关阀15与第一消音器16相连。第二温度变送器14的另一端连接到第二高温开关阀17一端上，第二高温开关阀17的另一端与真空缓冲罐18连接，真空缓冲罐18与水环真空泵组19连接。
[0050] 参照图2，本发明的电气控制部分，上位机通过网线连接到PLC处，同时，PLC与模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡通过PCI方式依次连接，实现信号的传输。电加热柜与上位机通过485通信线缆的方式连接，实现加热信号的传输。
[0051] 结合图1，在系统工作在高温气体流量计校准模式下，高温管线处于选通模式，高温管线的阀门第一高温开关阀6、第三高温开关阀15处于开启状态，常温管线的阀门开关阀8、第二高温开关阀17处于关闭状态。此时，空压机1启动工作，产生高压气体进入比例调节阀2，通过比例调节阀再进入管线，比例调节阀2的开度大小与流量范围的大小线性相关，进入电加热器组件3的气体为常温空气，通过电加热器组件3进行加热，将气体加热到预设温度。电加热器采用SWDR管道加热器进行气体加热，发热元件利用不锈钢管和高温电阻丝制作的环形加热管对管线内的空气进行加热，加热器管采用6组加热管环形布置，加热功率在
60kW，可调节的温度范围从室温到最高150℃。电加热器组件3经过加热后的高温空气进入高温气体储气罐4，温度稳定后进入稳压罐5进行压力稳定，压力稳定后气体经过第一高温开关阀6进入第一压力变送器9，第一压力变送器9测量当前高压气体压力值，并进入音速喷嘴组10，音速喷嘴组10作为整套装置的标准表测量当前高温气体的质量流量值，音速喷嘴器组10采用0.5m3～4000m35套音速喷嘴并联组成，并经过第一温度变送器11送出，第一温度变送器11测量当前高温气体的实时温度，第二压力变送器12采集通过被检流量计13的上游压力值，第二温度变送器14采集被检流量计13的下游温度值，当前温度值和压力值要作为被检表的校准信息上传。高温气体经过第三高温开关阀15输出，并经过第一消音器16排到大气。
[0052] 结合图1，在整套装置选中在常温气体流量计校准状态下，常温管线处于选通模式，高温管线的阀门—第一高温开关阀6、第三高温开关阀15处于关闭状态，常温管线的阀门—开关阀8、第二高温开关阀17处于开启状态。当装置开启时，水环真空泵组19开启，水环真空泵组19对下游管线抽真空，使得下游音速喷嘴工作在临界流状态。常温气体经过真空缓冲罐18后，压力稳定的气体流经过第二高温开关阀17进入管线，由第二温度变送器14测量被检流量计13的当前温度值，第二压力变送器12测量当前流量值的压力值，音速喷嘴组10作为标准表测量出标准气体流量值，同时，第一温度变送器11和第一压力变送器9测量标准音速喷嘴组10上下游的压力值和温度值，检定气体经过开关阀8后经由第二消音器7排出至大气。
[0053] 结合图2，模拟量输入板卡是16通道的24位AD板卡，在常温模式和高温模式下，完成对第一压力变送器9、第二压力变送器12、第一温度变送器11、第二温度变送器14输出的被检流量计13、音速喷嘴组10上下游温度和压力值的采集。模拟量输出板卡为16通道24位AD板卡，主要完成比例调节阀的控制和真空泵、空压机的状态控制。在高温流量计校准模式下，流量范围的精确调节是通过模拟量输出板卡输出的模拟量值控制比例调节阀的开度实现的。空压机1及水环真空泵19的开启控制也是通过模拟量输出板卡完成的。
[0054] 数字量输入板卡采用16通道IO输入板卡，主要完成被校流量计信号的采集，包括被检流量计的输出频率、脉冲或者电流信号。
[0055] 数字量输出板卡采用16通道IO量输出板卡，主要完成对电加热柜的控制，通过对电加热柜输出电流进行基于神经网络的PID控制，实现对电加热器输出功率的控制，进而实现对输出温度的调节。数字量输出板卡还通过控制高温开关阀的开闭实现对整套装置在高温/常温状态下的切换，PLC利用PXI总线与模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡连接，与上述板卡进行数据的传输。电加热柜直接控制电加热器组件3，通过调整电加热柜的输出电流来改变输出功率，进而调整电加热器组件3的加热温度，上位机通过485总线和PLC和电加热柜连接，用于将控制命令下发和采集数据的上传分析。
[0056] 如图3所示，本发明涉及的一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准方法，首先进行上位机软件的初始化，完成对阀门、音速喷嘴组、采集板卡等设备的状态清零，然后判断夹表器处接的流量计是高温流量计还是常温流量计，若为高温流量计，通过上位机给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀6、第三高温开关阀15开启，并将常温管线中的开关阀8关闭，和第二高温开关阀17关闭，整套系统用于走高温气体，PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制空压机1打开，空压机1工作后将空气压缩成带压气体后输出，上位机得到需要输出的气体流量值后，通过PLC给模拟量输出板卡发送流量调节指令，直接控制比例调节阀2的阀门开度，进而控制输出的气体流量大小。
[0057] 然后，上位机通过上位机软件得到气体流量需要加热的温度值后，控制开启电加热器组件3，由数字量输出板卡调节电加热柜的电流输出来控制电加热器组件3的温度，具体控制方式采用基于神经网络的PID控制方式将传统PID控制方式中的比例、微分、积分三个参量与神经元结合，首先进行神经网络的建立，确定对控制电流的比例、微分、积分三个参量为神经元输入，神经元输出为电流输出控制量u(k)。电流控制量输出其中，kp为神经元的正实数比例系数，为一常
数；wi(k)为神经网络的权值；xi(k)神经元输入，输入x1(k)＝e(k)-e(k-1)，输入x2(k)＝e(k)，输入x3(k)＝e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)；权值对应PID比例、微分、积分三个参量，其中权值初始量w1(k)＝kp，w2(k)＝ki，w3(k)＝kd，权值的计算公式为w1(k)＝w1(k-1)+ηpu(k)e(k)，w2(k)＝w2(k-1)+ηiu(k)e(k)，w3(k)＝w3(k-1)+ηdu(k)e(k)。ηp、ηi、ηd为比例、微分、积分项的学习率，分别为0.6、0.75、0.8。神经网络模型建立好后，将温度设定值y1(k)与实际温度测量值y(k)的计算差值经过状态转换，e(k)＝y1(k)-y(k)，查看e(k)是否为0，为0则说明温度调节达到预定目标，不为0则调整输出权值wi(k)和输入量xi(k)，进而改变电流控制量输出u(k)来调节输出温度，在判断当前温度值是否达到设定值，如果没有达到设定值，继续调整PID参数，直至温度达到设定值为止。
[0058] 此时，PLC读取当前温度值下的被检高温流量计的质量流量值、流量压力、流体温度等值 ，同 时 ，计 算音速喷嘴 组的标准 质量流量 值 ，具体 计算公式 为其中，P0为第一压力变送器9测量到的压力值，T0为第一
温度变送器11测量的温度值，d为流出系数，C为临界流函数，d和C均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
[0059] 若夹表器处接的流量计是常温流量计，则通过上位机给PLC发送命令，PLC控制数字量输出板卡发送数字命令，将第一高温开发阀6、第三高温开关阀15关闭，并将常温管线中的开关阀8开启，和第二高温开关阀17开启，PLC控制模拟量输出板卡发送控制命令，控制水环真空泵组19打开，水环真空泵组19将大气进行抽真空处理，在音速喷嘴处形成负压，然后按照被检流量计的流量范围需求，开启不同的音速喷嘴组，实现对气体流量范围的覆盖，PLC读取被检流量计的质量流量值、流量压力、流体温度等值，同时计算音速喷嘴组处的标准流量值和温度值，将被检流量计处的温度值、压力值修正到与标准一致，对流量值进行比对校准，完成对流量计的校准过程。
