低流速涡街信号数字处理方法的研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：珠P壳签字日期：矽Iz年夕月≯2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞鋈王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、

2、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作⋯：珠产亮导撇序，孝、签字日期：沙11年7月≯zEl签字日期：如f埤7月珥日’f’学位论文的主要创新点一、本文在涡街信号处理系统硬件预处理电路的设计上有所改进：在管道上加装振动传感器，采集涡街信号的同时，采集振动信号。二、经过研究用两种新的改进方法对采样取得的数据样本进行分析处理：方法一：对同一流速下采集得到的涡街信号与振动信号都进行FFT变换，对得到的两个频谱图进行分析对比，舍去相同的频率值，不同的那个频率点值就是要得到的涡街信号频

3、率；方法二：采用DB3小波，对涡街信号进行6尺度的分解重构，从重构第六尺度近似分量作为一组新的数据样本，逐次到重构第六尺度近似分量与各个尺度细节分量之和作为一组新的数据样本，求这几组新的数据样本与同流速下振动信号数据样本的互相关系数，当正相关系数最小时，选择该新样本进行FFT变换，可以求得涡街信号频率。摘要当涡街流量计用于低流速流量检测时，噪声干扰会将流速信号淹没，用传统的方法很难判断流速信号的频率值，此时通过数字处理方法进行处理会得到比较理想的效果。本文在涡街信号处理系统硬件预处理电路的设计上有所改进：在管道上加装振动传感器，采集涡街信号的同时，采集振

4、动信号。对这两组信号进行放大，限幅，滤波一系列前置硬件处理后，经A／D采样，用于上位机仿真处理和单片机硬件处理。通过对FFT算法、自相关法、小波变换算法的分析，经过研究，本文用两种新的改进方法对采样取得的数据样本进行分析处理：方法一：对同一流速下采集得到的涡街信号与振动信号都进行FFT变换，对得到的两个频谱图进行分析对比，舍去相同的频率值，不同的那个频率点值就是要得到的涡街信号频率。方法二：采用DB3小波，对涡街信号进行6尺度的分解重构，从重构第六尺度近似分量作为一组新的数据样本，逐次到重构第六尺度近似分量与各个尺度细节分量之和作为一组新的数据样本，求这

5、几组新的数据样本与同流速下振动信号数据样本的互相关系数，当正相关系数最小时，选择该新样本进行FFT变换，可以求得涡街信号频率。实验结果表明，新的方法很好的解决了低流速时用涡街流量计不能检测出真实涡街信号频率的难题。关键词：涡街流量计：FFT算法；小波变换；互相关系数AbstractVortexsheddingflowmetersarewidelyusedinflowdetection．Butithaspoorperformancewhensmallflowratedetectionisgoingon．theamplitudeofnoiseinterfer

6、encebecomecomparativelystronger，orevensubmergetherealvortexsignalfrequency．Inthiscase，thetraditionalmethodaboutthedetectionoftherealvortexsignalfrequencyisabsolutelyhelpless．Therefore，wehavetofindanewwaytOresolvethisproblem，digitalprocessingisSOgood．Wehaveanewideaaboutthecircuita

7、lpretreatmentfordetectionofthevortexsignalfrequencysystem：addedvibratingsensoronthepipeline，SOwecantakesampledataofvibrationsignal，inthemeantimewecollectthesampledataofvortexsignal．Thetwoindependentsampleswillbeuseinthedigitalprocessinglater．Firstly，somedigitalsignalprocessingmet

8、hodsforexampletheFFTspectrumanalysis，the