[發明專利]一種基于DSP的電磁流量計信號處理系統

有效

• 申請號: 201010215831.2
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101893465A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 徐科軍;楊雙龍;王剛;梁利平;張然;石磊;楊懌兵
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 范克明

1.一種基于DSP的電磁流量計信號處理系統，用于向電磁流量計一次儀表勵磁線圈提供方波勵磁電流，檢測其一次儀表傳感器輸出信號并對其進行信號處理以獲取實際流體流速大小，包括硬件系統和軟件系統，其特征在于：

硬件系統采用基于線性電源的高頻方波勵磁控制方案，以數字信號處理器(DSP)作為信號處理和系統控制核心，包含勵磁驅動模塊、信號調理采集模塊、信號處理控制模塊、人機接口模塊、通訊模塊及電源管理模塊；由勵磁驅動模塊向電磁流量計勵磁線圈提供方波勵磁電流，電磁流量計一次儀表傳感器輸出信號經信號調理采集模塊放大、濾波及模數轉換后送給數字信號處理器(DSP)進行信號處理，信號處理結果傳送給人機接口模塊進行顯示或由通訊模塊傳送給上位機，電源管理模塊向系統硬件中各模塊提供工作電源；

軟件系統基于高頻方波勵磁，針對單相介質流量測量采用基于梳狀帶通濾波的單相流量信號處理方法，針對漿液流量測量采用基于統計分析與信號重構的漿液流量信號處理方法。

2.如權利要求1所述的一種基于DSP的電磁流量計信號處理系統，其特征在于：信號調理采集模塊由前置差分放大電路、偏置調整電路、低通濾波放大電路及A/D轉換電路組成。

3.如權利要求1所述的一種基于DSP的電磁流量計信號處理系統，其特征在于：信號處理控制模塊以數字信號處理器(DSP)U1作為信號處理和控制核心，主要由DSP最小系統和外擴存儲器U2組成；U1的92腳、93腳、94腳用于控制輸出數字偏置量至信號調理采集模塊中偏置調整電路中的數模轉換器(DAC)；U1的95腳、106腳、107腳用于控制讀取信號調理采集模塊中A/D轉換電路與勵磁驅動模塊中A/D轉換電路的轉換結果；U1的102腳、103腳用于控制發出空管偵測信號P3.4、P3.5至信號調理采集模塊的前置差分放大電路中；U1的45腳、53腳、55腳用于控制勵磁驅動模塊工作；U1的61腳、62腳、63腳、72腳用于掃描鍵盤狀態；U1的117腳、122腳、123腳、124腳用于控制液晶顯示；U1的155腳、157腳用于串行異步通訊，149腳用于檢測通訊設備連接狀態；U1的25腳用于發出同步觸發輸出信號EXTO；U1的49腳用于掃描外部同步觸發輸入信號EXTI；U1的地址線和數據線與U2的地址線和數據線相接，并由U1的42腳、84腳及133腳控制U2的選通及讀寫操作選通。

4.如權利要求1所述的一種基于DSP的電磁流量計信號處理系統，其特征在于：軟件系統采取模塊化設計，主要包含初始化模塊、驅動模塊、數據處理模塊、通訊模塊、人機接口模塊及看門狗模塊，由主程序統一調度、協調運行；數據處理模塊中偏置調整通過設置上下幅值門限，當信號最大值超過幅值上限或其最小值小于幅值下限時，則計算信號基準線與零基準線之間的差值作為偏置量；偏置量V_BIAS計算式為：

V_BIAS＝-(A1+A2)/2

式中，A1為上一勵磁半周期(即發生信號幅值超限的勵磁半周期)后邊沿數據段的均值，A2為上個勵磁周期后邊沿數據段的均值；然后將偏置量V_BIAS除以電路放大系數并輸出給偏置調整電路中的數模轉換器(DAC)。