基于快速傅里叶变换的低功耗两线制涡街流量计

以超低功耗单片机MSP430为核心,研制数字涡街流量计。通过硬件的改进,提高了系统抗50Hz工频干扰的能力。采用周期图法处理涡街流量传感器输出信号,同时进行频谱的幅值和频率校正,提高频率计算的精度。采用汇编语言实现实数FFT算法,提高运算速度和减少内存容量,使单片机可以实时实现数字信号处理方法。对功率谱进行平均,同时通过设置队列对流量平稳和流量跳变的情况进行处理,增加了计算结果的稳定性,同时提高了系统响应速度。计算瞬时和累积流量,输出4~20mA直流电流。实验结果表明,系统具有较强的现场抗干扰能力,较高的测量精度和较宽的量程比,同时又实现了低功耗和两线制工作。     

涡街流量计数字信号处理方法分析与比较

涡街流量计有许多优点, 近年来应用广泛。但它易于受到由管道振动和流场扰动引起的噪声干扰。用传统的处理信号电路制成的流量计在工业现场测量精度不高, 抗干扰性能差, 无法准确测量小流量。而数字信号处理技术可以弥补传统方法的不足。归纳了数字滤波器、谱分析、自适应陷波以及小波变换等几种方法, 介绍了每一种方法的具体实现, 并作了性能分析和比较。指出数字信号处理方法可以很大程度上提高测量精度, 实现真正小流量测量。但实际应用中需要考虑到准确性和实时性要求。通过MATLAB仿真实验, 验证了采用变采样频率和频谱校正等措施对经典周期图法进行改进, 既可以达到较高的精度, 扩展了量程下限, 又能够满足以单片机为核心的流量计低功耗和实时性要求, 实用性较强。     

涡街流量计在天然气流量测量中的应用

天然气流量计一般选择智能式涡街流量计。具有测量精度高、量程宽、功耗低、安装方便、操作简单、压力损失小等优点,可测量工况体积流量或标准体积流量(一体化智能温度、压力补偿),根据用户需要,可附带脉冲或4~20mADC电流输出功能。是目前比较理想的天然气计量仪表。     

一种涡街流量计数字信号处理方法研究和系统设计

为了准确描述涡街信号的特征,本文研究涡街流量计输出信号的模型,并进行了仿真.对以前的信号处理方法进行了分析,提出了一种前置滤波 频谱分析的信号处理方法,有效地提高了涡街流量计的测量精度,扩大了量程比.用片上外设丰富的DSPs芯片--TMS320LF2407A,设计了一套涡街流量计数字信号处理系统,该系统体积小、成本低.     

涡街流量计安装方式对其测量性能的影响

涡街流量计是最为常用的流量测量装置之一。由于它的测量不受被测介质物性参数的影响,因此可被用于测量各种气体、液体和蒸汽的流量。通过实验定量地研究了涡街流量计水平和垂直两种安装方式对其测量的影响。结果表明,在其它安装条件都得到满足的情况下,涡街流量计水平和垂直两种安装方式对涡街频率和幅度的影响很小,基本上可以忽略。这一结果为深入理解涡街现象,正确使用和优化涡街流量计测量系统提供了有价值的参考。     

面向强周期振动干扰的涡街流量计系统研制

涡街流量计是流体振动型流量仪表,易受管道振动、流场扰动等影响,在小流量条件下测量误差较大,尤其在强振动干 扰下涡街信号被淹没,无法准确测量。 本文研制抗强周期振动干扰的涡街流量计系统,采用带有电压负反馈的差动式电荷放大 器,提高小流量信号的放大能力;提出基于频移策略的频率方差算法,减少强周期振动干扰的影响。 首先通过频移策略降低相 近频率的影响,然后根据流量信号与周期振动干扰的频带宽度不同,通过计算和比较频率方差,判定流量信号频率。 研制了涡 街流量计信号处理系统并实验,结果表明,研制的系统扩展了量程下限,且在强周期振动干扰条件下可以准确提取信号,精度提 升 1 个数量级。     

应用扇形楔进行液体流量测量

一、前言作为结构上非常坚固而简单的流量计——孔板、文丘利背和喷咀,多年来已被广泛的应用于各种设备的流量测量,而这些流量计的缺点是在低雷诺数区域进行测量时受到一定的限制,也就是说,这些流量计所产生的差压被限制在雷诺数4000以上的紊流区域内。如果使用在4000以下时,这种流量计所具有的差压和流量之间的关系完全失去了平方特性,对测量的精度有很大影响。     

基于恒定磁场的数字式电磁涡街流量计

针对应力式涡街流量计易受现场振动影响的问题,研究采用电磁方式检测漩涡频率,拟从根本上消除现场振动干扰的影响,确保测量的可靠性。采用谐波信号分析电磁涡街流量计的工作原理,提出采用频谱分析方法处理传感器输出信号,针对永磁场下的水信号的特点研制调理电路和基于DSP的信号处理系统,进行电路测试和水流量标定实验。实验结果表明,电磁涡街流量计具有抗振动干扰的功能,在测量水流量时,测量准确度优于0.5级,且量程比高达30∶1。     

低功耗两线制涡轮流量计设计

涡轮流量计被广泛应用于过程测量和控制仪表。但是,涡轮流量计容易受被测流体粘度的干扰,导致现场测量精度不高、量程比受限。针对涡轮流量传感器的非线性特性,本文研制了基于MSP430的涡轮流量计实时数字信号处理系统,将传感器测量到的数据经过线性插值法处理,然后存储在带电可擦可编程只读存储器中,实现了对涡轮传感器的非线性校正,从而涡轮流量计的测量范围明显地得到扩大。同时该仪表还具有4~20mA电流输出、频率输出以及RS485通信功能,便于和工业仪表兼容。     

涡街流量计中电荷放大电路的研究设计

通过对普遍使用于压电式涡街流量计上的电荷放大电路的理论分析,对原有的电路进行了改进.在电荷放大电路中应用差动放大和引入直流电平的方法,提高了压电式涡街流量计对低流速流体的测量性能,从而降低了测量的最低下限值,并且提高了测量精度和抗干扰能力.将改进后的涡街流量计进行实验,实验表明,改进后的涡街流量计的测量下限从改进前的22.3 m3/h下降到18.5 m3/h,最低下限处的不确定度从O.28%下降到O.165%,实验结果证明改动是有效的.     

小波滤波法在涡街流量计中的应用

涡街信号是1种单一频率的正弦信号,但是实际现场环境下涡街流量计产生的涡街信号由于易受到管道振动和流场扰动等干扰因素的影响,现场测量精度无法保证,尤其是低流速很难测量.提出用dmey小波阈值去噪对信号进行处理的方法来扩展测量下限;提出1种改进的阈值去噪算法,仿真和分析表明该去噪算法对涡街信号从噪声中提取的效果良好.     

用于航空燃油流量测量的V锥流量计的研究

航空燃油流量参数测量是发动机控制的关键技术,现有的航空燃油流量测量技术测量精度较低,在控制过程中无法精确的给发动机供给燃油,会造成燃油的浪费,影响飞行器的飞行距离.发动机燃油流量测量因表体长度、高强度振动和高流速的影响,现有通用流量计无法满足测量的要求.为解决航空燃油流量测量技术难题,研究一种能够用于航空燃油流量测量的Ⅴ锥流量计.针对表体长度的限制,基于CFD仿真设计具有缩颈和扩颈结构的单支撑Ⅴ锥流量计;利用振动实验台测试振动对Ⅴ锥流量计流量测量性能的影响;使用航空燃油为实验介质测试Ⅴ锥测量航空燃油的流量特性.最终得到用于航空燃油流量测量的Ⅴ锥流量计流量计算公式,实验结果证明在0.3～3 kg/s流量范围内,此公式的测量精度优于1.5％.     

面向微弯型科氏质量流量计的高精度过零检测算法实现

针对已有微弯型科氏质量流量计测量小流量时精度低、重复性差的问题,设计了高精度信号输入调理电路,并将两级滤波器与四点拉格朗日插值的过零检测算法相结合用于微弯型科氏质量流量计的信号处理。在以TMS320F28335为核心的科氏质量流量变送器上,实时实现整套算法,并将研制的变送器与微弯型科氏质量流量传感器相匹配,进行了零点稳定性测试和水流量标定实验。实验结果表明,整套算法可行有效,实现了微弯型科氏质量流量计对小流量的高精度测量。     

基于小波变换的电缆局部放电定位中时延算法研究

在电缆局部放电定位直接相关法的基础上,研究出了一种基于小波变换的广义相关时延估计算法。此算法放宽了直接互相关法对信号与噪声的假设条件且在低信噪比下仍能有效估计时延;同时为了提高时延估计精度,在广义相关时延估计的基础上又研究出了基于基小波的二次加权法。利用PSCAD/EMTDC仿真分析论证了这两种算法在电缆局部放电定位中的有效性。