基于頻率方差的渦街流量計(jì)抗強(qiáng)振動(dòng)干擾方法及實(shí)現(xiàn).pdf

1、渦街流量傳感器可以測(cè)量液體、氣體和飽和蒸汽流量,測(cè)量介質(zhì)種類多;輸出為頻率量,便于處理。所以,被較為廣泛地應(yīng)用于流程工業(yè)的流量測(cè)量。但是,渦街流量計(jì)是一種基于流體振動(dòng)原理的流量計(jì),工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的電機(jī)、水泵和閥門(mén)等設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)會(huì)引起管道振動(dòng),渦街流量計(jì)中的壓電傳感器在檢測(cè)到流量的同時(shí)還會(huì)檢測(cè)到管道的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)噪聲功率大于流量信號(hào)功率時(shí),目前常用的數(shù)字信號(hào)處理方法會(huì)將振動(dòng)噪聲的頻率當(dāng)作流量信號(hào)的頻率,從而造成測(cè)量失誤。而在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),管道

2、振動(dòng)是經(jīng)常發(fā)生、不可避免的。為了克服渦街流量計(jì)易受管道振動(dòng)干擾這一關(guān)鍵難題,本文研究并實(shí)現(xiàn)了基于頻率方差的抗強(qiáng)振動(dòng)干擾方法,研制了滿足流程工業(yè)低功耗要求的信號(hào)處理系統(tǒng),取得很好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　針對(duì)只有流量、只有振動(dòng)、流量與振動(dòng)頻率相同或相近、流量與振動(dòng)頻率不同這四種情況,分別分析了渦街流量信號(hào)和振動(dòng)干擾噪聲的時(shí)域波形、帶寬特性和頻率波動(dòng)情況,找到這兩類信號(hào)的頻率波動(dòng)差異,為抗振動(dòng)干擾的信號(hào)處理提供了思路;針對(duì)渦街流量傳感器,提出

3、基于頻率方差的渦街流量計(jì)抗強(qiáng)振動(dòng)干擾算法,并且,通過(guò)分段動(dòng)態(tài)截止幅值和加權(quán)平均方法,對(duì)幅值譜峰值選擇和頻率方差分別做了適當(dāng)?shù)奶幚?保證了算法的有效性和可靠性,完善了抗強(qiáng)振動(dòng)干擾的信號(hào)處理系統(tǒng);采用MSP430F5418芯片作為微處理器,并基于上述算法設(shè)計(jì)了軟件系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)。
　　用本課題組研制的低功耗抗振型數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng),搭配三家不同公司的渦街流量計(jì)一次儀表,在實(shí)驗(yàn)室的振動(dòng)干擾實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司測(cè)試中心的振動(dòng)測(cè)試