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旋进流量计信号处理方法实验

时间:2012-12-06 08:49  来源:淮安市明泰仪表有限公司  点击:
流量计是基于所述涡流发生体的流体通过流体振动,其振动频率的流体的流速成比例。线性精度高,优异的寿命长,线性范围宽,几乎不受湿度,他们得到了广大用户的所有年龄的压力,密度变化等,气体在液体中,和其他蒸汽领域,有30多年的历史,具有广泛的应用前景。然而,它的使用,以确定的振动信号的测量原理,因为它们容易受到外部噪声的干扰,以及在流体压力的变化,从系统中的振动和噪声,环境,信号 - 噪声计液比显着降低,在小信号 - 噪声比低流量的情况下,它会导致丧失正常的测量功能[1],或者如果特别不稳定。因此,有用的频率信号的输出信号处理,噪声被从叠加信号中提取,将焦点一直岁差米来提高性能。流率,因此,以确保测量的准确度,和岁差流量计的缺点不能,高侧易​​受各种干扰,在低流量的下限。常用的压电晶体,在毫伏的电平,此时,流量传感器的输出信号,该信号是由一般由两部分组成的流量所产生的振动信号流体正弦波基,各种噪声干扰信号(2)被引入。因此,在传感器的输出信号,这是远离理想的正弦波,混合信号,如噪声污染。接着,在图1中所示,理想的正弦波信号或流量大时,是比较强的信号流体振动,噪声相同的强度的流量,更高的SNR,重要的是,它可以防止噪声的影响不正常的,,成型滤波硬件电路,你可以得到通常的流体振荡频率信号。正如在图2中,当流体的振动信号是弱,所示以来的显著,流量信号的波形失真的干扰噪声的影响是小的,当流量相对较小,信噪比,使用通用的硬件电路的时间是我不能得到正常的流体的振动频率信号。因此,低的流量测量是流量计岁差瓶颈限制的应用程序。制造商将限制所需的最小流率普遍较低的截止频率,在牺牲的流量计的优点,以这种方式来解决这个问题。信号整形过程中,很容易秒,导致测量误差,漏计,万用表现象现象确实发生了,多阈值的比较方法。涡街流量计的抗干扰性能得到改善[1]的基础上显着的双对称差动压电传感器安装结构,并有改进的余地。模拟信号处理来实现在一般的硬件电路。流量计岁差目前最常用的,但使用一个微处理器,硬件电路,流量计算的流率的频率使用的方框图和图3中所示的一个典型的电路仅用于静止图像排除一些的同相分量,所述传感器的输出信号的压电的D1施密特和N4在随后的扩增通过膨胀的表征过程的任何东西,在差分放大器和放大器的N1,N2,和N3在这种方式中,它是可能的塑造,通过使用过滤得到,流速被供给至微处理器,用于算术处理的计数,并当确定要测量的流体的流率是成比例的信号的脉冲频率。实时频率检测,更好地为实现对硬件电路的快速响应。为了满足电池供电的流量计,旋进的功耗微控制器,FFT功率谱分析的要求。 FFT的频谱分析的MCU,以确保实时和低功耗要求的系统,采样点不能太高。为了提高该系统的分辨率,采样频率是不被减少,减少的采样频率是有限的由采样定理香农,在为了防止采样频率,更等于该信号的频率的两倍我必须更大。别名。必须选择的采样频率,根据信号的最大频率,则测量误差是在低频率的频率分辨率不足。因此,常规的FFT频谱分析的方法,在低流速下,以满足岁差流量计是困难的。为了这个目的,为适应高和低频率的要求,而不是使用的取样频率的单段的FFT的采样频率,我们提出了一种方法用于FFT分析的自适应功率谱到。采用超低功耗微控制器MSP430F149 TI,FFT频谱分析和适应C + +编程语言[4],如图5所示的电路设计,低功耗的需求流量计的帐户。不易受干扰的高信号噪声比的中层和上层流量计的流量段,考虑,我们所使用的频率进行测试,以确定如何。直接在B端口设置为高,设置不同的直径,不同的频率的阈值,当检测频率为大于阈值的CPU为一个端口,计数处理的标头流量计CPU的FFT模块进行整形的脉冲信号直接放大,减小所述功率消耗直接进入休眠状态。频率变得低于阈值时,输出的信号端口,它被设置为低闭的前导码信号,处理的FFT,FFT模块的开始,即,B端口CPU FFT频率信号的输出信道的时输出可以通过计算获得。此外,为了进一步降低功耗,主程序,您将被用于中断的等待时间,以达到目的,从而进一步降低功耗,减少。在本文中,判处粗硬件电路,分析的FFT的功率谱的频率自适应采样,不仅解决了差的缺点抗干扰流量计岁差的流量传感器的输出信号的频率,减少流量计的下限流按各种不同的频带,而在同一时间满足的需要流量计,微功率,扩大流量范围。情况下,流量计,旋进口径50毫米,实验,FFT模块,最小流量,流量计,流量从8.1立方米/小时下来立方米/小时4.95,可测得显著,中小流量可靠在该段期间的准确测量,它表明,性能的改进的振动的影响,基本上不干扰显着改善。旋进流量计性能的提升是一个很好的方法,进一步提高了这种方法被广泛应用于旋进流量计可以预期的。另外,不仅限于的岁差流量计,这样的信号处理方法,该应用程序也适用于其他的振动计及涡式流量计的流体流量计岁差。
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