[發明專利]科氏質量流量計數字信號處理系統

無效

• 申請號: 00108414.3
• 申請日: 2000-04-30
• 公開（公告）號: CN1095538C
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發明（設計）人: 徐科軍;于翠欣;蘇建徽;陳榮保;劉家軍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種科氏質量流量計信號處理系統，由信號采集通道、數字信號處理器(DSP)、邏輯控制電路、液晶顯示(LCD)電路、鍵盤輸入電路、溫度檢測電路、串行通信電路、4～20mA輸出電路和激振電路以及軟件組成；流量計中的兩個磁電式傳感器將所感受到流量信號轉換成電信號；磁電傳感器輸出的電信號經過所述的信號采集通道送到DSP；所述的DSP根據采樣頻率定時啟動所說的信號采集通道中的模/數轉換器；在中斷服務程序中讀入采樣數據，送入數據緩沖區；DSP用離散傅里葉變換(DFT)方法處理采樣數據，計算其流量管振動基頻處的相位差、幅值和頻率，再根據儀表參數和通過溫度補償，得到瞬時質量流量值和密度數值；將瞬時質量流量和密度送入指定數據緩沖區，供LCD顯示、模擬量輸出；也可通過積算，給出累積質量流量；磁電傳感器的信號送入激振電路，產生驅動信號，送到電磁激振器的線圈，使流量管振動；整個測量過程分為初始化階段、相位差測量階段和頻率跟蹤階段；其特征在于所述的信號處理系統在頻率跟蹤過程中，綜合考慮已測得的頻率可能存在的誤差、信號頻率的變化情況、其它工作的時間以及進行一次頻率跟蹤所需的時間，確定出一個合理的頻率范圍，采取直接測量信號頻率的方法，在其中進行搜索，得到更為準確的信號頻率值，即在此范圍內變化采樣頻率，計算功率譜，通過比較功率譜值的大小，確定流量管的振動基頻，而不是基頻的變化，得到更為準確的頻率值，并調整采樣頻率，為下一次相位差測量做準備；頻率跟蹤與相位差測量交叉進行，兩次頻率跟蹤之間允許有間隔。

2.根據權利要求1所述的一種科氏質量流量計數字信號處理系統，其特征在于采用DSP實時完成數字信號處理任務；DSP作為系統核心控制系統其他部分協調工作。

3.根據權利要求1所述的一種科氏質量流量計數字信號處理系統，其特征在于信號采集通道由電壓放大和低通濾波電路、多路開關和溫度檢測電路和采樣/保持及模/數轉換電路組成；兩個磁電傳感器的輸出信號被放大、濾波、切換和模/數轉換，由DSP進行處理；溫度傳感器的信號被轉換為電壓信號，經模/數轉換后用于溫度補償。

4.根據權利要求1所述的一種科氏質量流量計數字信號處理系統，其特征在于在初始化階段，只采集1個傳感器的信號進行粗測和細測，得到信號頻率的準確值，以便實現整周期采樣；當初始化階段完成，就進入相位差測量階段；以信號頻率的整數倍的頻率，交叉采集2個傳感器的信號，計算其相位差和幅值；并定時進行頻率跟蹤，測出頻率數值，以此調整采樣頻率。

5.根據權利要求1所述的一種科氏質量流量計數字信號處理系統，其特征在于以一種容易實現的、精度較高的頻率跟蹤方法，在一定的頻率范圍內，變化采樣頻率，計算功率譜，通過比較功率譜值的大小，確定流量管的振動基頻，調整采樣頻率，實現整周期采樣，保證數字信號處理的精度。

6.根據權利1所述的一種科氏質量流量計數字信號處理系統，其特征在于能自動跟蹤流量管固有振動頻率的變化、以此頻率驅動流量管振動和保持振幅穩定的激振電路部分由電壓跟隨、放大濾波電路、整流電路、增益控制電路、乘法電路、電壓放大電路、振動過強保護電路和功率放大電路組成。