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差压式涡街质量流量计信号处理系统的研制
资料介绍
涡街流量计是基于卡门涡街原理设计的一种流量计，由于它具有其他流量计不可兼得的优点，目前已广泛应用于各个领域。质量流量的测量是过程参数检测技术的一个难点和热点问题。本文在常规涡街流量计研究的基础上，根据旋涡脱落的基本特性，在管壁上安装差压传感器，研制了一种利用差压原理直接测量质量流量的流量计信号处理系统。本文的主要研究内容如下： (1)对流量测量特别是质量流量测量作了简要概述，并对涡街流量计的特点及国内外的研究现状作了详尽的论述。介绍了差压式涡街质量流量计的测量原理，分析了该方法的特点及实现的技术难点。 (2)完成了差压式涡街质量流量计的硬件设计。根据差压检测原理的特点，设计了信号分离电路、程控放大电路和自适应滤波电路。整个硬件系统还包括单片机系统、通信模块和电源模块等。 (3)完成了差压式涡街质量流量计的软件设计。在分析涡街信号特点的基础上，用功率谱方法来处理信号。并在MSP430F1611单片机上实现了FFT谱分析法、频谱校正算法和自适应滤波算法，实现了涡街频率的准确提取。 (4)对差压式涡街质量流量计信号处理系统进行了标定，结果表明，本系统实现了质量流量和体积流量的多参数测量。通过实验，分析了系统测量时产生误差的主要原因及涡街流量计安装方式对测量结果的影响。 本文的创新之处在于设计了一种信号分离电路，从而实现了采用单个传感器测量流体多个参数：采用程控放大和自适应滤波技术，提高了系统的抗干扰能力和通用性；采用单片机实现了流量信号的FFT功率谱分析，提高了涡街频率提取的准确度。
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