1.一種智能熱能計價器,其特征在于包括供熱體管道、計價器機(jī)體蓋、控制器模塊、數(shù)字顯示屏、溫度信號傳輸線、流量信號傳輸線、傳感采集模塊、固定螺栓孔、機(jī)體外殼、供熱體管道、下接口、上接口;供熱體管道一端連接下結(jié)構(gòu),另一端連接上接口,下結(jié)構(gòu)和上接口分別接入外部供熱管道;機(jī)體外殼與供熱體管道為一個整體,并采用高周波塑料焊接;傳感采集模塊以螺紋連接形式連接于供熱體管道之中;機(jī)體外殼包括多個固定螺栓孔,控制器模塊通過所述多個固定螺栓孔螺栓連接在機(jī)體外殼;計價器機(jī)體蓋與機(jī)體外殼之間采用卡扣連接;傳感采集模塊分別通過溫度信號傳輸線與流量信號傳輸線連接控制器模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能熱能計價器,其特征在于:機(jī)體外殼頂部為流線型弧頂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能熱量計價器,其特征在于:所述傳感采集模塊包括溫度傳感器與霍爾傳感器,所述溫度傳感器與霍爾傳感器通過信號傳輸線與所述控制器模塊通過信號線電連接;所述溫度傳感器用于測量供熱體流經(jīng)計價器時的溫度,所述霍爾傳感器用于測量供熱體流經(jīng)計價器時的流速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能熱量計價器,其特征在于:所述控制器模塊包括信號處理模塊、故障診斷模塊、存儲模塊和計費(fèi)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能熱量計價器,其特征在于:信號處理模塊按以下方法進(jìn)行可靠高精度誤差修正:
1)選定初始近似值x0,其中x0既可表示初始溫度T0,也可以表示初始流量L0,計算S0=S(x0),S0’=S’(x0);其中是一個基于多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組的擬合函數(shù);
2)按照公式(1)迭代得到新的近似值x1,其中x1既可表示溫度T1,也可以表示流量L1,以及與之對應(yīng)的S1=S(x1),S1’=S’(x1):
x1=x0‐S0/S0’ (1)
其中,如果x1滿足|α|<ε1或|f1|<ε2,則終止迭代,以x1為方程的根;否則根據(jù)步驟3)進(jìn)行修改迭代,其中ε1和ε2允許存在誤差;
3)如果迭代到達(dá)預(yù)先指定次數(shù)N,或者S1’=0,則迭代失敗,否則以(x1,S1,S1’)代替(x0,S0,S0’)轉(zhuǎn)到步驟2)進(jìn)行處理;
4)經(jīng)過N次修正后的xN作為對x0的修正。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能熱量計價器,其特征在于:故障診斷模塊按以下方法進(jìn)行故障診斷:
1)網(wǎng)絡(luò)初始化,即確定輸入與輸出,學(xué)習(xí)率、隱層數(shù)和隱層節(jié)點(diǎn)數(shù),并將各節(jié)點(diǎn)間的連接權(quán)值和閾值初始化;
2)計算隱含層輸出;根據(jù)輸入層和隱層間連接權(quán)值ωij以及隱層閾值a,輸入向量X,依據(jù)公式計算隱層輸出H;
式中,l為隱層節(jié)點(diǎn)數(shù),f為隱層激勵函數(shù),該激勵函數(shù)有多種表達(dá)形式,這里選擇:
3)計算輸出層輸出;根據(jù)連接權(quán)值ωjk和閾值b,隱層輸出H,計算BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測輸出的公式為:
4)計算誤差;網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差e可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測輸出O和期望輸出Y計算:
ek=Y(jié)k-Ok,k=1,2,…,m (5)
5)更新權(quán)值和閾值;根據(jù)步驟四中求得的誤差e更新網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值ωij和ωjk、閾值a和b:
ωjk=ωjk+ηHjek,j=1,2,…,l;k=1,2,…,m (7)
bk=bk+ek,k=1,2,…,m (9)
式中,學(xué)習(xí)速率η一般取值在[0,1]之間;
6)判斷算法是否迭代結(jié)束,即滿足迭代精度與否,若否,則跳回2)繼續(xù)循環(huán);其中最佳隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)的選擇可參考如下公式:
l<n-1 (10)
l=log2n (12)
式中,n為輸入節(jié)點(diǎn)數(shù),l為隱層節(jié)點(diǎn)數(shù),m為輸出節(jié)點(diǎn)數(shù),a為0-10的常數(shù);
7)所測溫度值T和流量值L作為網(wǎng)絡(luò)輸入特征向量X,反應(yīng)計價器健康狀況的主要特征為流量和溫度,根據(jù)以上計算得到網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值和閾值,并更新權(quán)值和閾值,對測試樣本故障分類輸出為一組概率向量P=[p1,p2,p3,p4],向量中的值代表各類故障所對應(yīng)的概率,p1表示溫度失真,p2為流量失真,p3為兩者失真,p4為其他故障,概率值最大的即為所定位的故障類別,最終完成故障診斷。