[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

技術領域

本發明涉及流量檢測領域，為一種電磁流量計信號處理系統，特別是一種針對接觸式電磁流量計一次儀表，以數字信號處理器(DSP)為核心，采用高頻方波勵磁、基于梳狀帶通濾波和統計分析與信號重構的信號處理方法實現對單相流體介質和漿液流體高精度、高速度測量的電磁流量計信號處理系統。

背景技術

電磁流量計是一種依據法拉第電磁感應定律來測量導電液體體積流量的儀表。由勵磁線圈將磁場施加給被測流體，通過檢測磁場中運動流體的感應電動勢，并進行信號處理來實現流量準確測量。由于其測量管內部不含有阻擋部件，且可靠性高、耐腐蝕性強、測量精度高、不受流體密度、粘度、溫度、壓力變化的影響等優點，因此，在工業中得到廣泛應用，尤其適用于漿液等固-液兩相流體的流量測量。電磁流量計的技術難點主要在于消除各種噪聲如正交干擾、同相干擾、工頻干擾、極化干擾、白噪聲等，尤其是漿液流量測量時的漿液干擾及低電導率流體流量測量時的流動噪聲等。其中，漿液干擾的消除仍是當今電磁流量計技術的一大難題，漿液流量測量技術因而也是電磁流量計應用中的一項關鍵技術。另外，電磁流量計的高精度、高速度測量在當前工業應用中的要求也越來越高。

當前，國內研究方面主要針對純水等單相流體介質，采用低頻方波勵磁方式及單片機信號處理系統來解決單相流體介質的流量測量問題。但是，低頻方波勵磁無法克服漿液干擾的影響，且限制了測量響應速度的提高；運算能力相對較低的單片機系統也往往無法承擔運算量較大的漿液信號處理任務及高精度、高速度的流量測量信號處理任務。國外研究方面，則已有針對漿液流量測量的電磁流量計技術方面的研究及相關產品，采用高頻方波勵磁或雙頻勵磁控制方式來有效克服漿液干擾，并結合相應的信號處理系統來解決漿液流量測量問題。但是，所披露的信號處理方法復雜，較難實現。為此，需要開展電磁流量計漿液流量測量技術及電磁流量計高精度、高速度測量的信號處理系統的研究。

現有技術中，電磁流量計的高精度測量已有較成熟的解決方法，但往往是以犧牲測量速度為代價。而基于高頻方波勵磁或雙頻勵磁以提高電磁流量計測量精度和測量速度及解決漿液流體測量的技術則僅有國外少數企業掌握，且技術較為復雜。公開號為CN101451867A(顧志祥.漿液型電磁流量計)的中國發明專利是關于漿液型電磁流量計的研究，提出采用“智能模糊算法”處理漿液噪聲，但只給出系統設計框圖，未提到任何系統設計及算法處理流程步驟等技術細節。公開號為CN87101677A(小林保，黑森健一，俊藤茂，松永義則，鳥丸尚，宿谷憲弘，田半上忠.電磁流量計)的中國發明專利中闡述了雙頻電磁流量計技術，提出采用雙頻勵磁的方案，并通過信號采樣及幅值解調的方法分別提取出傳感器輸出信號中的低頻分量的幅值和高頻分量的幅值，然后分別通過低通濾波器和高通濾波器進行濾波并將兩路濾波結果相加得到最終去除漿液干擾及其它噪聲干擾的信號幅值大小，進而獲得流體流量大小。但是，雙頻勵磁控制及相應的信號處理技術復雜，實現困難，其對應的產品有日本橫河的雙頻電磁流量計。高頻方波勵磁及相應的漿液信號處理方法對應的產品則有日本東芝的高頻漿液型電磁流量計，但是，未見文獻披露具體的技術細節。為此，本發明專利提出一種能夠用于高精度、高速度測量尤其是能進行漿液流體流量測量的電磁流量計。

發明內容

本發明要解決現有電磁流量計技術中存在的一些問題，針對接觸式電磁流量計，提供一種基于數字信號處理器(DSP)的，能夠用于高精度、高速度測量及漿液等復雜流體測量的電磁流量計信號處理系統。