计及负频率影响的科里奥利质量流量计信号处理方法

采用滑动Goertzel算法计算科里奥利质量流量计信号的相位差时，存在较长的收敛过程，其主要原因之一是忽略了负频率成分的贡献。基于DTFT递推算法，提出了一种计及负频率影响的科里奥利质量流量计信号处理方法。首先采用自适应格型陷波滤波器对科里奥利质量流量计的传感器输出信号进行滤波并求得其频率，然后采用计及负频率影响的DTFT递推算法计算两路信号之间的实时相位差，再通过频率和相位差计算出时间差，从而求得质量流量。仿真结果表明，该方法可极大缩短相位差和时间差计算的收敛过程，具有较高的计算精度，且当应用于实际的系统时不易发生数值溢出。     

基于FPGA的科氏质量流量计数字闭环系统设计

设计一种科氏质量流量计(Coriolis mass flowmeter,CMF)数字闭环系统,实现CMF稳定闭环工作条件.采用高速数字电路以及现代信号处理技术取代了传统的模拟正反馈系统来实现CMF闭环控制,使CMF测量管稳定维持在简谐振荡状态.利用模拟数字转换电路(A/D)将传感器输出的信号完整采样,借助现场可编程器件(FPGA,Field Programmable Gate Array)对信号进行分析与处理,根据信号特性进行相应的数字滤波、幅值解算,实现CMF闭环系统的幅值增益和相位的精确控制.实验结果表明:该数字闭环系统具有动态特性好、稳定性好等优点.     

基于IIR小波滤波器的涡街流量计数字信号处理系统

涡街流量计被广泛应用于过程工业,但是,由于易受由管道振动和流场扰动等因素干扰,现场测量精度无法保证,测量小流量困难。本文将小波滤波器组应用于涡街流量计信号处理中,研究基于小波滤波的涡街信号处理方法,分析了小波滤波器的幅频特性对信号分析的影响,构造了幅频特性好的IIR型小波滤波器组。本文研制了基于ADSP2181的涡街流量计数字信号处理系统,并进行了气体流量和水流量标定实验,实验结果表明,基于小波滤波的涡街流量计数字信号处理系统有良好的适配性能,性能指标优于常规的涡街流量计处理系统。     

数字信号处理技术在科氏质量流量计中的应用

科氏质量流量计是目前应用范围最广、发展速度最快的流量计之一。数字信号处理技术是科氏质量流量计的核心技术,直接决定其测量精度、测量稳定性等性能指标;而流量传感器输出信号的数学模型是信号处理的依据和基础。国内外学者提出了多种信号处理方法,但是,没有根据不同的信号模型和不同的应用场合对各种信号处理方法进行比较和评价。为此,根据不同数字信号处理方法的特征量提取原理,分析了其具有的优缺点。针对科氏质量流量计单相流、批料流与气液两相流测量这3种典型应用场合中存在的关键技术问题,依据随机游动信号模型、突变信号模型和自回归滑动平均(ARMA)信号模型,分别从计算精度、响应速度、收敛性、抗干扰能力和对参数变化的敏感度等方面,对不同信号处理方法进行考核和对比,确定了3种典型应用场合下,解决关键技术问题,性能最佳的数字信号处理方法。     

Experimental study on dynamic performance of coriolis mass flow meter and compensation technology

The Coriolis mass flow meter, for its features of directly measuring mass flow and high precision, is widely utilized in the flow measuring fields like batch filling and commercial trade. However, the unsatisfactory dynamic performance is one major constraint to Coriolis mass flow meter from being even more widely used in batch filling industry. To solve the problem, an experimental system which generates refined flow step stimulus signals for Coriolis mass flow meter was designed and based on which experimental and theoretical study on dynamic performances of typical Coriolis mass flow meter was carried out. On top of this, a time-domain recursive digital filter was designed to provide dynamic compensation and the experiments showed this filter can reduce the step response time of Coriolis mass flow meter by about 50%.     

数字带阻滤波器的设计及畸变矫正

在研究数字信号处理的过程中,可以采用数字带阻滤波器方法来进行消除交流电产生的工频干扰,但是传统的数字滤波器在起始位置存在畸变。利用双线性变换的方法将模拟带阻滤波器转换为数字带阻滤波器,借助离散时间系统中Z变换后的系统函数设计相应的数字带阻滤波器,以此来去除被测信号中的干扰信号,并通过两种简单算法来消除数字滤波器在起始位置的畸变。对一仿真混合正弦信号进行测试,试验表明,该滤波器可以很好地消除50 Hz的工频干扰,且该方法具有设计简单、应用方便、实用性强等特点。     

MATLAB在IIR滤波器设计中的应用

数字滤波技术是数字信号处理的一个重要组成部分,滤波器的设计是信号处理的核心问题之一。本文根据IIR滤波器的设计原理,提出了MATLAB环境下基于双线性变换法的IIR滤波器设计方法,在该方法中只需要将数字滤波器的技术性能指标按双线性变换法转换为模拟滤波器的性能指标,再根据指定的模拟滤波器设计出相应的数字滤波器。文中给出了设计实例,仿真结果表明设计的各项性能指标均达到了指定要求,设计过程简便易行,MATLAB环境为设计IIR滤波器提供了一个可靠而有效的工作平台。     

基于时变信号模型的科里奥利质量流量计信号处理方法

提出用频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的信号来描述科氏流量传感器的输出信号。采用具有跟踪频率变化能力的自适应陷波器,对信号进行滤波,以求其频率;采用自适应谱线增强器从含有噪声的数据中提取出所需要的信号;然后采用滑动Goertzel算法计算两路信号之间的相位差,并通过频率和相位差计算出时间差,求得质量流量。仿真结果表明所研究的方法是有效的。     

基于DSP的科氏质量流量计信号处理系统

本文利用离散傅里叶变换（DFT）方法处理奥利质量流量传感器的信号，计算其频率和相位差，提出一种容易实现的、精度较高的频率跟踪方法，实现整周期采样，保证数字信号处理的精度。研制基于数字信号处理器（DSP）的实时信号处理系统，其硬件包括信号采集通道、DSP芯片、逻辑控制电路、液晶显示器（LCD）电路、键盘输出电路、温度检测电路和输出电路，其软件包括监控程序、中断服务模块、初始化模块、相位差测量模块、频率跟踪模块、键盘监控模块和显示模块等。仿真和实测结果表明，本文所研究的方法和研制的系统是可行的、有效的。     

基于LabVIEW的数字滤波器设计

虚拟仪器代表着目前测试仪器领域的发展方向,LabVIEW是一种功能强大的虚拟仪器开发平台。数字滤波技术是数字信号处理的一个重要组成部分,滤波器的设计是信号处理的核心问题之一。本文介绍了基于LabVIEW设计数字滤波器的方法,并给出了设计实例。在LabVIEW环境下可以随时对比设计要求调整参数,有利于数字滤波器设计的最优化,有效地克服了传统设计方式中存在的滤波器系数不易调整、与硬件接口程序复杂、开发周期长等问题。LabVIEW为设计数字滤波器提供了一个可靠而有效的途径。     

变传感器设定值的科氏质量流量管控制方法

在科氏质量流量计中,流量管的稳幅振动是准确测量的前提。当两相流发生时,科氏质量流量管无法维持在最佳幅值下振动,导致传感器输出信号幅值波动大。针对两相流下流量管幅值控制面临的问题,分析影响流量管振动幅值大小和稳定性的因素,提出跟踪传感器信号幅值、变传感器信号设定值的控制方法,在研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并在气-液两相流实验装置上进行2种设定值方法的对比实验。实验结果表明,在不同含气量和控制及时性的情况下,变传感器设定值的控制方法均具有良好的信号跟踪和幅值控制的性能,流量管振动较平稳,传感器信号幅值波动范围小,极大地减小了两相流测量过程中的波动性。     

Automatic contrast adjustment for detail recognition in SEM images using on-line digital image processing

A new digital filter method has been developed for enhancement of detail recognition in SEM images of high signal-to-noise ratio using an on-line digital image processing system. The filter allows an automated improvement of the presentation of SEM image information and utilizes a median filter of very large mask size and histogram equalization. Since the method can be performed without input of any processing parameters, the user simply pushes a button for obtaining the processing result similar to conventional photo recording. The method utilizes digital signal processors for establishing high speed, hence, the processing results can be immediately assessed. When Applied to a variety of field-emission SEM images, there were no problems with inconvenient artifact encountered.     

理想数字滤波器的谐波小波逼近模型与设计方法

分析谐波小波的频域特征和滤波特性,研究理想数字滤波器的谐波小波逼近模型与实现方法。利用谐波小波在频域具有良好的紧支特性和盒形特性,建立理想数字滤波器的小波逼近模型。通过谐波小波变换,实现逼近滤波器的带宽和中心频率的可调。该逼近滤波器的幅频特性已逼近理想数字滤波器的幅频特性,且具有零相移特性,并通过傅里叶变换实现其快速算法。通过算例和工程应用实例验证,该方法能有效地滤除噪声信号,具有算法简捷、快速等特点,能对实测信号进行实时滤波。     

基于数学形态变换的转子故障特征提取方法

基于非线性数学形态变换提出旋转机械故障特征提取的新方法.由数学形态变换构成的形态滤波器可以有效地提取出信号的边缘轮廓以及形状特征,通过选取不同长度的形态结构元素,采用组合形态滤波器将旋转机械故障信号分解到不同频带上,故障信号被分解成基频成分、故障成分及高频噪声三部分,在分解过程中,信号长度没有减少,没有信息的丢失;将分解得到的故障成分单独提取出来进行分析,可以更准确描述故障特征;对实际碰摩故障信号进行形态学分解后,提取出故障成分,采用Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对分解前后的信号进行对比分析,验证了方法的有效性,表明基于形态变换的信号特征提取可以更准确刻画故障的非平稳特性,提高了分析效果,并具有计算简单、快速的优点.     

科氏质量流量计数字闭环系统的设计与实现

提出并实现了一种科氏质量流量计的新型数字闭环系统。其闭环幅度控制基于数字信号处理方法和数字控制律，改善了系统的动态品质、稳态精度和抗干扰能力；系统设计综合了模拟技术和数字技术优势，降低了硬件成本和算法复杂度。     

基于时变信号模型和格型陷波器的科氏流量计信号处理方法

采用能跟踪频率变化的自适应格型陷波器对频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的科氏流量计传感器输出信号进行滤波，求其频率；采用自适应谱线增强器从含有噪声的数据中提取出信号；然后采用具有重叠窗的滑动Goertzel算法实时计算两路信号之间的相位差和时间差，求得质量流量。仿真和测试结果表明所研究的方法是有效的。     

基于小波变换的涡街流量计信号处理方法

涡街流量计有许多优点,应用比较广泛。但是,涡街流量计易于受到由管道振动和流场扰动引起的噪声干扰。涡待流量计中的处理电路不能保证仪表在工业现场的测量精度。本文研究基于小波变换的涡街流量计信号处理方法。本文介绍小波变换的基本原理和快速算法,分析小波滤波器的幅频特性,研究调整滤波器中心频率的方法,给出涡街信号的处理过程,进行仿真和实验测试。仿真和实验结果表明,小波变换能有效地减小了噪声影响,使频率测量的精度高,处理实时。小波变换是涡街流量计信号处理的一种新方法。     

科氏质量流量计相位差检测新方法

基于科氏质量流量计的工作机理和实际工作情况下的信号频谱分析,提出了切实可行的相位差检测新方法。设计了改进的FIR数字滤波器,实现了对原始输出信号的实时滤波处理,有效地抑制了噪声的干扰,为科氏质量流量计的高精度测量提供了保证。同时该新方法提高了系统的动态品质。实验结果表明,所提出的方法和设计的信号处理系统具有实用价值。     

Pressure effects on Coriolis mass flowmeters

The current status of available work regarding the pressure effect on Coriolis mass flowmeters is reviewed, which shows significant improvement in the latest generation of Coriolis flowmeters. A theoretical method using the linear damping model is proposed to understand the pressure effect. This new method applied to Coriolis flow sensors provides intuitive insight into the flow-generated signal by studying undamped natural frequencies and mode shapes. Most importantly this method can be used to model virtually any shape and configuration of flow sensors as found in the practical design. It is found that when the pressure changes it alters the superimposed contribution and the mass flow measurement can deviate from the reference condition. Experimental results from both low and high pressure flow tests are reported, which are in general agreement with the theoretical prediction. Further specific work is finally suggested which may advance our understanding and improve the Coriolis mass flow measurement technology.     

A new signal processing technique for detecting flaw echoes close to the material surface in ultrasonic NDT

A new signal processing technique for separating the reflection of a flaw near a surface from the surface reflection itself is proposed. The method is based on ultrasonic scattering energy function model of flaw close to the material surface. Flaw sensitive component in the model, which corresponding to the low frequency signal, is remained by using a low pass digital filter. In order to make the recognition procedure easier and enhance the recognition effect, a reference signal is introduced to avoid the influence of the surface echo. Thus, the surface flaw is easily and clearly recognized. The good performance of the approach is experimentally verified in laboratory on a steel sample with different man-made surface flaws.