[發明專利]一種基于DSP的數字化智能渦街流量計及其計量方法

無效

• 申請號: 201310047529.4
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103148897A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 戴華平;黃滿金;錢嘉偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01F1/32
• 分類號: G01F1/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 葉志堅

1.一種基于DSP的數字化智能渦街流量計，包括信號檢測模塊、信號輸出模塊、人機接口模塊和電源模塊，其特征在于，所述信號檢測模塊包括渦街信號檢測電路和干擾檢測電路；所述智能渦街流量計還包括頻譜分析模塊，所述頻譜分析模塊包括：

模數轉換單元，用于將所述信號檢測模塊輸出的兩路檢測信號轉換為數字信號；

數字帶通濾波單元，用于對所述模數轉換單元輸出的數字信號進行帶通濾波；

插值FFT計算單元，用于對所述數字帶通濾波單元輸出的濾波后的數字信號進行頻譜分析，得到所述信號檢測模塊兩路檢測信號的諧波的頻譜信息；

智能算法規則單元，用于比較所述兩路檢測信號的諧波的頻譜信息，提取渦街信號的頻率。

2.根據權利要求1所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計，其特征在于：所述智能渦街流量計還包括與頻譜分析模塊相連的監測模塊，所述監測模塊為看門狗電路。

3.根據權利要求1所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計，其特征在于：所述智能渦街流量計還包括與頻譜分析模塊相連的參數存儲模塊。

4.根據權利要求1，2，3任一權利要求所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計，其特征在于：所述渦街信號檢測電路和干擾檢測電路的硬件電路均包括傳感器，電荷放大器和預濾波電路，所述傳感器為壓電傳感器。

5.根據權利要求1所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計，其特征在于：所述頻譜分析模塊為數字信號處理器DSP。

6.根據權利要求1所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計，其特征在于：所述數字化智能渦街流量計，還包括穩壓電路，所述穩壓電路包括一個穩壓器，用于將所述電源模塊輸出的參考電壓轉變為所述模數轉化模塊的輸入電壓。

7.一種基于DSP的數字化智能渦街流量計量方法，其特征在于，包括步驟：

（1）、分別對渦街信號和干擾信號進行檢測獲得兩路檢測信號；

（2）、對檢測出的兩路檢測信號進行采樣，轉變為數字信號；

（3）、對數字信號進行濾波，做基于幅值的插值FFT，得到兩路檢測信號的諧波的頻譜信息；

（4）、比較兩路檢測信號的諧波的頻譜信息，通過智能算法規則提取渦街信號的頻率；

（5）、經過換算輸出流量計量信息。

8.根據權利要求7所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計量方法，其特征在于，所述諧波的頻譜信息包括諧波的幅值平均值、諧波的幅值以及諧波的頻率索引值。

9.根據權利要求8所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計量方法，其特征在于，所述步驟（3）包括步驟：

（3.1）、對數字信號進行濾波，對濾波后數字信號作FFT，存儲相應的諧波的頻譜信息，存儲數組的第一個就是諧波幅值平均值；

（3.2）、通過頻譜確定主瓣，找到主瓣內的幅值最大值譜線，記錄其幅值信息X1和頻率索引值K1；

（3.3）、找到頻率索引值為(K1-1)、(K1+1)所對應的譜線，這兩條譜線中幅值更大的譜線記錄為次大值譜線，其幅值為X2，頻率索引值為K2；

（3.4）、通過X1和X2計算得到頻率索引值修正參數δ，具體計算如下：

δ=X2X1+X2;]]>

（3.5）、最后由修正參數δ和K1可以得到主頻信號的頻率索引K，具體計算如下

K＝K1±δ。

10.根據權利要求9所述的基于DSP的數字化智能渦街流量計量方法，其特征在于，假定A1為渦街信號支路諧波幅值最大值，A2為干擾信號支路諧波幅值最大值，F1為渦街信號支路諧波幅值最大值對應譜線的頻率索引值，F2為干擾信號支路諧波幅值最大值對應譜線的頻率索引值，Aa1為渦街信號支路幅值平均值，Aa2為干擾信號支路幅值平均值，F為最終渦街信號主頻頻率索引值，則所述步驟（4）包括步驟：

(4.1)比較兩路檢測信號的諧波幅值最大值，若A1<A2，表示測量出現異常，為非法數據，渦街流量計提出異常警告，并放棄此次的測量結果；若A1≧A2，則進入下一步；

(4.2)判斷兩路檢測信號的諧波幅值最大值A1與A2是否相等，若相等則繼續比較兩路諧波的幅值平均值，若Aa1=Aa2，則可判斷渦街信號支路為空管，結束；若Aa1≠Aa2，則將F1、F2所對應譜線的幅值歸零，重新返回步驟（4.1）；若A1>A2，則進行下一步；

(4.3)比較F1與F2，若F1≧F2，則判斷渦街信號的頻率索引值為F1；否則表示測量出現異常，為非法數據，渦街流量計提出異常警告，并放棄此次的測量結果。