[發明專利]一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法

有效

• 申請號: 202010516882.2
• 申請日: 2020-06-07
• 公開（公告）號: CN111780817B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 徐志敏
• 申請（專利權）人: 承德石油高等專科學校
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：低頻勵磁電磁流量計信號的采集與保存；

S2：低頻勵磁電磁流量計信號的處理；

S2-1：計算低頻勵磁信號標準偏差；

所述低頻勵磁信號標準偏差的計算方法為，每采集10個數據點的低頻勵磁信號，進行一次標準偏差計算，方法采用每三點計算一個標準偏差值，10個點數據共獲得8個標準偏差值，Standard_error_1(1,2,3)，Standard_error_2(2,3,4)……Standard_error_8(8,9,10)，并將8個標準偏差值進行求和作為10點數據的標準偏差值；

S2-2：根據S2-1計算得出的標準偏差設置噪聲閾值以及濾波因子；

所述噪聲閾值以及所述濾波因子按以下標準設置，

依據第S2-1中獲得的標準偏差值，將其量化為五個區間段section_1:0-0.3；section_2:0.3-1.0；section_3:1.0-2.0；section_4:2.0-6.0；section_5:6.0，并分別設置所述濾波因子和所述噪聲閾值為：section_1:40，0.02；section_2:20，0.03；section_3:30，0.04；section_4:50，0.05；section_5:100，0.0001；

S2-3：計算低頻勵磁信號斜率；

S2-4:根據S2-2和S2-3中得出的所述噪聲閾值、所述濾波因子和所述低頻勵磁信號斜率對所述低頻勵磁電磁流量計信號進行分類，設定正常波動信號以及脈沖噪聲信號標準；

S3：低頻勵磁噪聲信號降噪分析；

S3-1：根據2-4中的分類，判定所述低頻勵磁電磁流量計信號是否為正常波動信號，如果是則進行基于模型數據的擬合平滑處理；

S3-2：在S3-1中，如果判定結果為否，則繼續判定是否為脈沖噪聲信號，如果為否，則進行基于模型數據的擬合平滑處理；

S3-3：在S3-2中，如果判定結果為是，則進行濾波；

S3-4：進行基于數學形態學濾波處理；

S3-5：在S3-4的基于數學形態學濾波處理的所述低頻勵磁流量計信號繼續進行基于離散數據擬合平滑處理；

S3-6：在S3-5的基礎上對所述低頻勵磁流量計信號進行基于模型數據的擬合平滑處理。

2.根據權利要求1所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于：所述步驟S2-3中低頻勵磁信號斜率采用20點數據進行計算，計算式為Slop＝(data19-data0)/20。

3.根據權利要求2所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于，所述步驟S2-4中的所述正常波動信號與所述脈沖噪聲信號的標準為：斜率依次遞增或遞減次數不小于8次時，判定為正常波動信號，否則進行脈沖噪聲信號判定識別。

4.根據權利要求2所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于，所述脈沖噪聲信號的標準為：當相鄰低頻勵磁信號數值差大于5倍噪聲閾值的數據個數不大于3且所述噪聲斜率值大于噪聲閾值與濾波因子的比值的個數不大于3時，判定為脈沖噪聲信號。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于：所述基于數學形態學濾波處理的基本運算包括腐燭Dilation、膨脹Erosion、開運算Opening和閉運算Closing，輸入信號為f(n)，結構元素為g(n)，

f(n)關于g(n)的腐蝕運算數學公式如下：

f(n)關于g(n)的膨脹運算數學公式如下：

f(n)關于g(n)的形態開、閉運算數學公式分別為：

6.根據權利要求5所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于：所述基于離散數據擬合平滑處理采用多項式擬合算法進行。

7.根據權利要求6所述的一種低頻勵磁電磁流量計噪聲信號檢測及處理的算法，其特征在于：所述基于模型數據擬合平滑處理中，依據噪聲閾值判斷待輸出信號是否存在波動，以及所述待輸出信號曲線類型是否為直線型，如是直線型，未濾波信號進行線性輸出，濾波信號依據噪聲區間類型進行濾波補償計算；如果不是直線型，則判斷為曲線型，不大于20倍濾波閾值時采用線性輸出，否則依據噪聲區間類型進行濾波補償計算。