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中国测试2025年第12期:融合CNN-Attention-GRU的超声波燃气表时差预测方法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈丽1;禹静1;樊丹丹1;马馨玥2

单位:1.中国计量大学计量测试与仪器学院;2.金卡智能集团股份有限公司

摘要:传播时间差(时差)是时差法超声波燃气表中的一个重要参数,决定表的计量精度。针对超声波信号特征难以准确提取,而时差要求高精度测量的问题,提出一种卷积神经网络(CNN)、注意力机制(Attention)、门控循环单元(GRU)相结合的CAG(CNN-Attention-GRU,CAG)组合模型提取超声波信号特征预测时差。CNN提取超声波信号的空间特征,并加入Attention提取通道关键特征,GRU学习数据的时序信息。模型测试结果表明:CAG模型预测时差的准确率达到99.3%以上,相较于CNN模型和CNN-GRU模型具有更高的预测精度。搭建实验平台,检验模型误差,实验结果表明:使用CAG模型预测时差的平均误差绝对值小于1%,重复性小于0.2%,具有较高的测量准确性。

关键词:时差法超声波燃气表;超声波信号特征提取;卷积神经网络;注意力机制;门控循环单元