如何提高渦街流量計輸出信號的準(zhǔn)確性

渦街流量計消除輸出信號的斷續(xù)現(xiàn)象

    頻譜分析法是按能量zui大原則，即把FFT計算出來的功率譜中能量zui大的頻率值作為渦街頻率。但是，由于干擾的存在，不得不設(shè)置一個zui小截止幅值（min_amp ）來限制小幅值干擾信號，即當(dāng)FFT計算幅值低于zui小截止幅值時，流量計輸出為0，從而提高抗*力；而由于信號質(zhì)量、對采樣信號加窗、FFT非整周期采樣等原因，導(dǎo)致FFT計算幅值會有波動。當(dāng)流量在流量計下限附近時，會出現(xiàn)FFT計算幅值低于zui小截止幅值的情況，這將導(dǎo)致流量計輸出出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。

    流量計斷續(xù)問題主要是由于偶爾幾次的FFT計算幅值低于zui小截止幅值所致。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在流量計可測流量范圍內(nèi)一般不會出現(xiàn)連續(xù)幾次FFT計算幅值均小于zui小截止幅值的情況，所以在碰到FFT計算幅值低于zui小截止幅值時不是直接輸出0，而是將0放入隊列Q1。在計算平均頻率以前先對隊列Q1中zui近的N（N可取3～4 ）個值進(jìn)行判斷，如果N個值全部為0，則流量計輸出為0，否則繼續(xù)做平均計算，將平均值作為流量計的輸出頻率，這樣就可以解決輸出斷續(xù)的問題。

渦街流量計解決輸出信號的波動問題

    在小流量的時候渦街流量計信號微弱，信噪比降低，信號質(zhì)量比較差，頻譜分析得到的渦街頻率波動比較大。特別是小口徑渦街流量計，由于傳感器安裝等原因，這種現(xiàn)象更為明顯。圖4中，曲線1為15口徑渦街流量計在下限頻率附近，每次FFT計算得到的渦街頻率；曲線2為40口徑離下限頻率比較遠(yuǎn)時每次FFT計算后得到的渦街頻率?？梢姡€1波動較大，數(shù)值約為30Hz。此時，即便采取平均措施，也無法使輸出頻率值穩(wěn)定。

圖4　不同口徑FFT后得到的頻率曲線

    波動問題主要是由于信號較差，每次FFT計算出的頻率值偏差太大所造成的。所以，首先必須保證隊列Q1中的所有頻率值在可信范圍內(nèi)，即在流量沒有突變的情況下，隊列Q1中的頻率值不能與前次輸出頻率差得太多。為此，可以設(shè)置一個頻率允許跳動范圍的限幅值。當(dāng)計算的頻率值超出范圍時，不是簡單地將這個值去掉，而是用zui近一次的輸出頻率加上限幅值來代替這個值。這在某種程度上能保留反映流量變化趨勢的部分信息。通過實驗發(fā)現(xiàn)，可以根據(jù)fre_limit來設(shè)置這個限幅值。

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