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一種抗振動干擾的數字化渦街流量計的測量方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510426515.2

申請日:

2015.07.17

公開號:

CN105067048A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 1/32申請日:20150717|||公開
IPC分類號: G01F1/32; G01F15/00 主分類號: G01F1/32
申請人: 合肥科邁捷智能傳感技術有限公司
發明人: 馮超; 顧宇; 葉寒生
地址: 230088安徽省合肥市高新技術開發區望江西路800號高新技術產業園D2樓二層
優先權:
專利代理機構: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101 代理人: 何梅生
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510426515.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.02.13|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種抗振動干擾的數字化渦街流量計的測量方法,針對分別引出有公有信號線、噪聲拾取信號線和流量信號線的渦街流量計探頭,其測量方法是在完成流量信號和噪聲信號采樣以及譜分析后,對譜分析得到的能量譜中的任一峰值進行有效判斷,然后進行流量信號有效峰值和噪聲信號有效峰值匹配;根據匹配結果選擇高頻分量比率算法或進行流量信號飽和判斷,在流量信號未飽和時,使用能量比值的方法,并將能量比值最大值對應的流量信號頻率作為渦街頻率;當流量信號飽和時,以流量信號的最大能量峰值對應的頻率作為渦街頻率。本發明方法應用于渦街流量計,有效提高渦街流量計的抗干擾能力,提高其靈敏度。

權利要求書

1.一種抗振動干擾的數字化渦街流量計的測量方法,設置所述渦街流量計中流量計探頭
的結構形式是:在一個探頭殼體(11)中設置壓電器件,所述壓電器件是在一個壓電芯柱(22a)
上,以一上一下呈“串”字形間隔設置矩形上壓電片(22b)和矩形下壓電片(22c),在所述壓
電芯柱(22a)的頂端或底端設置配重塊(33);在所述壓電芯柱(22a)、矩形上壓電片(22b)和矩
形下壓電片(22c)上分別引出公有信號線(44a)、噪聲拾取信號線(44b)和流量信號線(44c);
其特征是:所述渦街流量計的測量方法是按如下步驟進行:
步驟1:對噪聲拾取信號線(44b)和流量信號線(44c)中輸出的模擬信號經放大濾波并進
行ADC采樣,獲得采樣序列;對于所述采樣序列進行FFT傅里葉變換獲得信號能量譜;分別
對于所述信號能量譜中的峰值信號進行判斷,在任一峰值信號M1的能量大于設定的能量閾
值M,并且所述峰值信號M1對應的峰值信號頻率P1大于設定的頻率閾值P時,判斷峰值信
號M1為有效峰值,分別獲得噪聲信號有效峰值M11和流量信號有效峰值M12,以及所對應
的噪聲信號有效峰值頻率P11和流量信號有效峰值頻率P12;
步驟2:對于所述噪聲信號有效峰值M11和流量信號有效峰值M12按如下方法進行匹配:
對于每個流量信號有效峰值頻率P12,分別減去各噪聲信號有效峰值頻率P11,得到頻率
差絕對值;若其中最小頻率差絕對值小于設定的頻率差閾值P2,則為獲得匹配,否則為不匹
配;
若是獲得匹配的峰值信號M1的個數為零,則判斷為流量計處于無流量狀態,輸出結果
為零,完成測量過程;
若是獲得匹配的峰值信號M1的個數為1,則判斷為流量計中只有渦街信號或者只有振動
信號,則繼續進入步驟3;
若是獲得匹配的峰值信號M1的個數為1大于1,判斷為有流量且有振動,則繼續進入步
驟4;
步驟3:按如下步驟采用高頻能量比率算法來區別其為渦街信號或者是只有振動信號:
a、設定一頻域窗;將所述頻域窗在頻帶內滑動,直至所述頻域窗內有頻率;
b、在頻域窗沒有越界的情況下,將所述頻域窗在頻帶內繼續滑動,直至頻域窗內沒有頻
率,并將頻域窗的結束頻率作為高頻分量的起始頻率;
c、計算獲得高頻分量的能量E1以及整個帶寬內的能量E0,計算獲得高頻分量E1在所
述整個帶寬內的能量E0中的比率R0;
d、將所述比率R0與設定的比率閾值R1進行比較,若是所述比率R0大于比率閾值R1
時,判斷為振動噪聲;若是比率R0小于或等于比率閾值R1時,判斷為渦街信號;
步驟4:首先判斷流量信號是否飽和,在流量信號未飽和時,使用能量比值的方法,計
算獲得相匹配的流量信號有效峰值M12與噪聲信號有效峰值M11的能量比值,并將能量比
值最大值對應的流量信號頻率作為渦街頻率;當流量信號飽和時,以流量信號的最大能量峰
值對應的頻率作為渦街頻率。
2.根據權利要求1所述的抗振動干擾的數字化渦街流量計的測量方法,其特征是所述流
量信號是否飽和的判斷方法是:
設定采樣點數N0,采樣頻率fs,信號周期T,信號頻率f0,對信號的采樣時間為tsample
為:tsample=N0/fs,在采樣時間內采樣的信號周期數N為:N=tsample/T=N0*f0/fs,
信號每個周期的采樣點數k為:k=fs/f0;
信號飽和時為方波,則每個周期的飽和點數為k/2,因此整個采樣時間內的飽和點數Ns
為:Ns=N*k/2=N0/2;考慮到實際信號的差異,飽和點數Ns取理論值的0.5倍,即為N0/4;
當信號采樣結束后,若飽和點數Ns大于N0/4,則認為信號飽和。

關 鍵 詞:
一種 振動 干擾 數字化 流量計 測量方法
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