基于頻率方差的渦街流量計抗強振動干擾方法及實現(xiàn).pdf

1、渦街流量傳感器可以測量液體、氣體和飽和蒸汽流量,測量介質(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)的流量測量。但是,渦街流量計是一種基于流體振動原理的流量計,工業(yè)現(xiàn)場常見的電機、水泵和閥門等設(shè)備的機械振動會引起管道振動,渦街流量計中的壓電傳感器在檢測到流量的同時還會檢測到管道的振動。當(dāng)振動噪聲功率大于流量信號功率時,目前常用的數(shù)字信號處理方法會將振動噪聲的頻率當(dāng)作流量信號的頻率,從而造成測量失誤。而在工業(yè)現(xiàn)場,管道

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

3、基于頻率方差的渦街流量計抗強振動干擾算法,并且,通過分段動態(tài)截止幅值和加權(quán)平均方法,對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,完善了抗強振動干擾的信號處理系統(tǒng);采用MSP430F5418芯片作為微處理器,并基于上述算法設(shè)計了軟件系統(tǒng)并實現(xiàn)。
　　用本課題組研制的低功耗抗振型數(shù)字信號處理系統(tǒng),搭配三家不同公司的渦街流量計一次儀表,在實驗室的振動干擾實驗平臺和重慶川儀自動化股份有限公司測試中心的振動測試