基于带通滤波器匹配的涡街流量计信号处理方法的研究

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1、上海大学硕士学位论文摘要涡街流量计是20世纪60年代末期发展起来的一种基于流体振动原理的流量计。目前，涡街流量计存在的主要问题是量程下限高，产品的实际量程比远低于理论值，其原因是低流速时信噪比低。如何降低量程下限是涡街流量计信号处理方法研究的热点。本文基于Yokogawa的一项专利技术，对由巴特沃斯滤波器构造的一种基于带通滤波器匹配技术的涡街信号处理方法进行了研究，在MATLAB环境下用该方法对实际涡街信号的数据处理进行了仿真分析，探讨了该方法的一些优点和不足之处，并提出了改进方法，为该方法最终的硬件实现提供了理论基础。论文首

2、先介绍了国内外涡街信号处理方法的发展状况和涡街流量计的工作原理，并回顾了已经应用和正在进行研究的一些主要的涡街流量计信号处理方法。根据涡街信号的特点，本文详细研究了带通滤波器匹配技术的实现方法及所涉及的参数配置方案，给出了子带通滤波器组相邻倍频带的划分方式，得出了该种划分方式下，子带通滤波器个数与量程比的关系，指出子带通滤波器的个数最大为7；对幅值检测方法进行了分析，将信号的平均绝对值作为各子带涡街信号强弱比较的量，经过对几种平均值计算方法的比较，确定采用简洁高效的消记忆递推算法进行幅值检测，并分析了消记忆因子的值对幅值检测结

3、果的影响；提出了对饱和监测电平和各子带噪音判决电平的设定方法；对涡街信号频率的计算方法——过零点算法进行了研究，给出了减少计算误差的方法：设计了采用巴特沃斯滤波器的仿真模型，并用多种流速下的实际涡街信号对该摸型进行了仿真。仿真结果表明带通滤波器匹配法能够提高涡街信号的信噪比，能够测量较低流速的涡街信号。在仿真实验的基础上，本文发现了带通滤波器匹配法的两个主要缺陷，即谱分析器对信号处理的延时以及谱分析器的误判断引起输出频率较大波动。为此，本文提出了在滤波过程中增加频率反馈以提高滤波性能。论文最后对带通滤波器匹配法进行了总结，并对

4、其未来的发展趋势提出了自己的观点。关键词：涡街流量计数字信号处理带通滤波器匹配频谱分析上海大学硕士学位论文ABSTRACTVbrtexf10W-meleLwhich0peratesundertheprincipIeoffIowvib怕“On，v、，asdevelODedinthelate1960s．SOfa‘themaindI仟icuIt

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