带有双传感器涡街流量计的强干扰信号处理技术

简介：
本研究聚焦于开发适用于恶劣环境下的涡街流量计新技术，特别强调了双传感器配置及有效应对各种强干扰信号的方法。该技术旨在提高测量精度和可靠性，为工业应用提供更加稳健的数据支持。 一些数字信号处理技术已被应用于涡街流量计的输出信号处理，旨在从传感器噪声中提取出准确的流速频率，并实现小流量测量。然而，在实际应用过程中，管道振动导致产生的噪音功率有时会超过由流体流动所产生的信号功率。在这种情况下，传统的数字信号处理方法难以有效工作。 为解决这一问题，本研究针对配备了两个压电传感器（分别命名为流量传感器和振动传感器）的涡街流量计进行了抗强干扰解决方案的研究。其中，流量传感器用于同时测量流速及管道内的噪音；而振动传感器则主要用于检测由管道震动产生的噪声，并且可以轻微地感知到流动信号。 在此基础上，提出了一种结合频域减法算法与频率差异计算方法的新处理技术来识别流体的准确速度频率：当两个传感器所记录的数据中存在不同的振幅峰值时，则使用频域减法；而如果两者在特定频率下的响应相同或非常接近，则采用频率变化计算方法。 整个信号处理流程由低功耗微控制器（MCU）实时执行，以符合工业过程仪表的需求。实验结果证明，在管道振动噪声功率大于涡旋流量信号功率的情况下，所提出的方法仍能准确地获取流速信息。