渦街流量計智能技術(shù)的應(yīng)用與原理 三十三    

§5．2．2．2實驗結(jié)果分析

根據(jù)硬件電路接收到的脈沖信號來估算出流量頻率范圍，以此確定高低通濾波截止頻率。

它是由信號頻率及噪聲尖脈沖頻率共同決定的，信號頻率和噪聲尖脈沖頻率越高，則窗越小。具體窗的大小也可按照處理上下截止頻率的方法根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立相應(yīng)表格。可以看到經(jīng)處理后的波形在保持原有頻率的基礎(chǔ)上濾掉了尖脈沖干擾。

整個濾波過程結(jié)束后即可進行頻率計數(shù)，過程如下：

①對濾波后的數(shù)據(jù)模擬硬件限幅器及施密特觸發(fā)器，分為過零檢測和頻率計算兩部分。過零檢測將數(shù)字濾波及歸一化處理后的基波數(shù)據(jù)中大于(或等于)零的點置l，將小于零的點置0；頻率計算主要通過多倍周期法，計算在由采樣頻率及采樣點數(shù)確定的采樣時間內(nèi)，連續(xù)l(不少于N個)， 連續(xù)0(不少于N個)的組數(shù)，每增加一組，計數(shù)加l／2，用于計算出頻率。

②用軟件計數(shù)同樣存在類似脈沖寬度和門控±1脈沖誤差。其中脈沖寬度閥值(即l，0的連續(xù)點數(shù))需根據(jù)脈沖寬度均值確定，可取其均值的一半作為最終閥值N，只有大于N個連續(xù)l或0才計數(shù)t／2次周期，這在一定程度上也具有抗噪音干擾能力。

用這種方法測得樣本l的頻率為500Hz，樣本2的頻率為333Hz，樣本3的頻率為66．6Hz，樣本2的頻率為58Hz，與在沒有外界振動干擾時的直接脈沖估計頻率值相比較，二者符合很好，而在存在干擾時，采用硬件電路直接計頻無法得到穩(wěn)定的測量值。

上述實驗結(jié)果表明本文提出的高低通濾波與中位數(shù)濾波相結(jié)合的動態(tài)濾波測頻法為受到嚴重噪聲污染的渦街信號計量提供了一種有效方法。由于本實驗是在頻率穩(wěn)態(tài)下做的，對于實際應(yīng)用中的頻率變化情況還有待在進一步的研究中通過采用動態(tài)采集與濾波并行處理滿足其實時性要求。

§5．3本章小結(jié)

介紹了應(yīng)用于渦街頻率計量的頻譜分析法。在對多種譜分析方法比較的基礎(chǔ)上，進行了采用LMs算法的AR模型自適應(yīng)濾波功率譜分析法的理論推導和仿真試驗。

基于頻譜分析法運算量大，不適用于普通單片機的缺點，在對單片機測頻技術(shù)的分析研究基礎(chǔ)上，提出了脈沖計頻和信號處理測頻相結(jié)合的解決渦街流量計在復雜工況條件下抗干擾問題的新思路，即基于渦街正弦信號的軟件數(shù)字動態(tài)濾波測頻方法，具體分析了它的測頻特點及適用性，并建立了相應(yīng)試驗裝置，實驗結(jié)果證明該數(shù)字動態(tài)濾波方法能成功應(yīng)用于渦街流量計在外界振動干擾下的準確計量。

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