脈沖輸出型數字渦街流量計的研究.pdf

1、渦街流量計因其介質適應性強，無可動部件，結構簡單、使用壽命長等諸多優(yōu)點，在許多行業(yè)得到了廣泛的應用。而在低流速下，渦街測量就凸顯出了它的不足，渦街信號的信噪比很低，有用信號幾乎被噪聲淹沒。普通的渦街流量計采用模擬信號處理方法，在正常流量范圍內，渦街流量信號穩(wěn)定、測量準確、實時性好；而在小流量下，渦街有用信號微弱、提取困難，導致實際測量下限比較高，量程比小，一般為10∶1。 鑒于上述模擬渦街流量計具有的優(yōu)勢以及存在的不足，課題在前

2、人研究成果的基礎上，研究并成功地實現了一臺實用的脈沖輸出型數字渦街流量計。該數字渦街流量計采用了基于DSP和MSP430單片機雙CPU的硬件結構，在低流速小流量的情況下，由DSP實現頻譜分析算法來計算渦街信號頻率，有效地克服了模擬渦街在小流量下測量精度不高甚至不能測量的問題；在正常流量范圍內，由單片機對渦街信號前置放大電路輸出的方波進行計頻，具有常規(guī)模擬渦街在高信噪比的情況下測量準確、實時性好的優(yōu)點。 本文從原理分析、硬件軟件設

3、計和實驗研究三方面來研究，主要內容包括： 1．設計了脈沖輸出型數字渦街流量計的總體方案，尤其是采用了雙通道處理的方式，將低流量下數字信號處理的頻譜分析功能和正常流量范圍內智能渦街的計頻功能有機地結合起來，并引入了頻率不確定度的概念作為判斷渦街有用信號雙通道處理方法的依據。 2．成功實現了一臺脈沖輸出型數字渦街流量計。通過在天津大學過程檢測和控制實驗室的水流量實驗裝置上進行的25mm口徑和50mm口徑實驗研究，以及在氣體實