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智能涡街流量计信号小波分析

来源:常州酷特仪器仪表有限公司    时间:2018-03-17
[导读]:

涡街流量计的输出信号处理首先经过一个电荷放大器,将微弱的信号放大,并将高输出阻抗变低。经过模拟的抗混叠滤波器,去掉部分高频干扰。再经过A/D,送入数字信号处理系统。

在数字信号处理系统处理过程中,首先将所有数据进行一次数据平滑过程,即用相邻的数据经过加权平均产生一个新的数据(数据平滑可以提高计算的精度),对平滑后的数据进行小波变换,也就是让数据通过一系列的低、高通数字滤波器。经过这样处理后的数据基本上就代表着在中心频率周围的信号成分,在带通之外的信号成分基本上都被削弱。计算中这些数据的周期,得到频率测量结果。

某种口径的涡街流量计传感器的输出信号频率为50-500Hz之间,我们扩展其频率范围(相对于扩大量程比)为40-600Hz。理想情况下,它是正弦信号。但是,在实际中还会混入确定性和随机性的干扰,其表达式为:

涡街流量计

 

式中,fo是涡街信号的频率;f1是在涡街信号频率范围内的谐波干扰频率,φoφ1是相应的初始相位,φ0=φ1=0.2π,f1,h表示低频和高频干扰,dis是在0~1之间的随机数据,均值为0.5

分别对输出信号频率在低频f0=40.5Hz处,以及高频f0=600.5Hz处进行仿真,这里采用选取调整采样频率,不抽点分解到4级小波进行信号频率的测量。

采样点数为2048

f0=40.5Hz时,从1Hz变化到300Hz,采用频率为800Hz。分别对采样得到的信号进行小波分析,结果如图2所示,图中频率测量值的最差值为40.3867Hz,此时的测量误差为2.7975‰

f0=600.5Hz时,f11Hz变化到800Hz,采样频率为12000Hz时,小波分析结果如图3所示,图中频率测量值的最差值为598.7532Hz,此时的测量误差为2.9089‰。

仿真结果表明,对于一定的信号频率,只要采样频率设置得合适就可以很精确地测量到信号频率,即使是在有很靠近信号频率的谐波干扰情况下,依然可以使最大误差小于1‰。当谐波干扰远离信号频率时,测量误差将小于1‰。

涡街流量计

2 低频情况的测量结果

 

蒸汽流量计

3 高频情况的测量结果

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客户使用与选型常见问题解答:

1、浓盐酸用什么流量计 ?

答: 对于浓盐酸等腐蚀性强的介质,应选用电磁流量计,衬里必须选择四氟,电极选用哈式电极,这些材质都有很好的耐腐蚀性


2、流量计精度等级为2.5级,是什么意思 ?

答:所谓的精度等级概念是:在实际测量所得的流量中允许最大误差的百分比。例如量程为10~200m³/h的流量计,其最大会产生的误差为(10~200)×(±2.5%)=(±0.25~5)m³/h

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