[發(fā)明專利]一種抗振動干擾的數(shù)字化渦街流量計的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510426515.2
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105067048B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮超;顧宇;葉寒生
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥科邁捷智能傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01F1/32
• 分類號: G01F1/32;G01F15/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量檢測技術(shù)領(lǐng)域，為一種渦街流量計測量方法，特別是一種采用三線制探頭的抗振動干擾的數(shù)字化渦街流量計測量方法。

背景技術(shù)

渦街流量計作為一種流體振蕩型流量計，其不僅可以感受到傳感器受到的渦街力，同樣會感受到傳感器所受到的其它力，如管道傳遞的振動力、管道流體的沖擊力等。這些外界振動力和渦街力疊加在一起，會對渦街信號造成振動噪聲干擾。在某些情況下，振動噪聲的能量比較大，甚至大于渦街信號的能量，而且振動頻率在渦街信號頻率范圍內(nèi)。針對此情況，采用常見的時域脈沖計數(shù)法或者頻域能量最大法均無法得到正確的結(jié)果。

中國發(fā)明專利CN101701834 A是從信號處理角度提出了一種抗強干擾的方法，是采用雙傳感結(jié)構(gòu)，其中一個傳感器感受流量信號和振動噪聲即流量傳感器，另外一個傳感器感受振動噪聲和微弱的流量信號即振動傳感器，在流量信號計算上使用頻域相減和計算頻率方差相結(jié)合的方法計算瞬時頻率，根據(jù)現(xiàn)場的不同情況來進行切換，判斷出流量信號和振動噪聲。該方法實現(xiàn)的一個重要環(huán)節(jié)是擬合出頻率與幅值的閾值之間的關(guān)系式，但信號幅值不僅僅與頻率有關(guān)還與介質(zhì)的密度相關(guān)，故擬合的關(guān)系式在介質(zhì)密度發(fā)生變化時便不再適用。

為了能夠拾取振動和噪聲信號，并且能夠區(qū)別出渦街信號，從而提高渦街流量計的抗干擾能力，提高靈敏度，本申請人在公告號為CN203745009 U的實用新型專利申請文獻中公開了一種渦街流量計探頭，其是在一個探頭殼體11中設(shè)置壓電器件，壓電器件是在一個壓電芯柱22a上，以一上一下呈“串”字形間隔設(shè)置矩形上壓電片22b和矩形下壓電片22c，在壓電芯柱22a的頂端或底端設(shè)置配重塊33；在壓電芯柱22a、矩形上壓電片22b和矩形下壓電片22c上分別引出公有信號線44a、噪聲拾取信號線44b和流量信號線44c，該探頭用于拾取振動和噪聲信號，以便能夠區(qū)別出渦街信號，提高渦街流量計的抗干擾能力，提高靈敏度。該實用新型專利公告文本中已經(jīng)公開了這樣的測量原理“測量時將探頭置于管道內(nèi)部，管道內(nèi)流體通過渦街發(fā)生體產(chǎn)生的漩渦信號使得渦街流量計探頭下部發(fā)生形變，從而在矩形下壓電片22c或環(huán)形下壓電片55c上感生出強的信號，該信號的頻率正比與流量；而振動信號則使得渦街流量計探頭的上、下壓電片或上、下壓電環(huán)都感生出強的信號，該信號的頻率正比與振動信號的頻率。因此，渦街流量計的探頭的下壓電片或下壓電環(huán)感生的信號的為流量信號與振動信號的復(fù)合體，而渦街流量計探頭的矩形上壓電片或環(huán)形上壓電環(huán)感生的信號則僅為振動信號。其說明書中還公開了通過對矩形上壓電片或環(huán)形上壓電片信號頻率的分析，可濾除下壓電片或下壓電環(huán)感生信號中的振動信號，從而得到純凈的流量信號，計算得到精確的流量值。但是該文獻中并未給出具體的抗振動干擾的信號處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種抗振動干擾的數(shù)字化渦街流量計的測量方法，是針對公告號為CN203745009 U的實用新型申請中公開的渦街流量計探頭，給出其測量方法，使得其在提高渦街流量計的抗干擾能力以及提高靈敏度上得到具體的應(yīng)用。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明抗振動干擾的數(shù)字化渦街流量計為：設(shè)置所述渦街流量計中流量計探頭的結(jié)構(gòu)形式是：在一個探頭殼體中設(shè)置壓電器件，所述壓電器件是在一個壓電芯柱上，以一上一下呈“串”字形間隔設(shè)置矩形上壓電片和矩形下壓電片，在所述壓電芯柱的頂端或底端設(shè)置配重塊；在所述壓電芯柱、矩形上壓電片和矩形下壓電片上分別引出公有信號線、噪聲拾取信號線和流量信號線；

本發(fā)明抗振動干擾的數(shù)字化渦街流量計的測量方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1：對噪聲拾取信號線和流量信號線中輸出的模擬信號經(jīng)放大濾波并進行ADC采樣，獲得采樣序列；對于所述采樣序列進行FFT傅里葉變換獲得信號能量譜；分別對于所述信號能量譜中的峰值信號進行判斷，在任一峰值信號M1的能量大于設(shè)定的能量閾值M，并且所述峰值信號M1對應(yīng)的峰值信號頻率P1大于設(shè)定的頻率閾值P時，判斷峰值信號M1為有效峰值，分別獲得噪聲信號有效峰值M11和流量信號有效峰值M12，以及所對應(yīng)的噪聲信號有效峰值頻率P11和流量信號有效峰值頻率P12；

步驟2：對于所述噪聲信號有效峰值M11和流量信號有效峰值M12按如下方法進行匹配：

對于每個流量信號有效峰值頻率P12，分別減去各噪聲信號有效峰值頻率P11，得到頻率差絕對值；若其中最小頻率差絕對值小于設(shè)定的頻率差閾值P2，則為獲得匹配，否則為不匹配；