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基于双核技术的数字涡街流量计信号处理系统

段瑞峰  
【摘要】:涡街流量计因其介质适应性强,无可动部件,结构简单、使用寿命长等诸多优点,在许多行业得到了广泛的应用。而在低流速下,涡街测量就凸显出了它的不足,即在低流速下,涡街信号的信噪比很低,有用信号几乎被噪声淹没了,这时提取涡街有用信号极为困难。普通的涡街流量计采用模拟信号处理方法,抗干扰能力差,实际测量下限比较高,导致了量程比小,一般为10:1,主要的问题就是解决不了在低信噪比的信号中精确的提取有用信号,解决不了低流速测量问题。 目前,对于解决低信噪比的涡街信号的研究很多,但是基本只是处于理论研究阶段,国内还没有真正将这些信号方法应用于实际的案例。本文就是将处理涡街信号的数字信号处理方法应用于实际,将数字信号处理算法在实际硬件系统上实现,解决涡街测量的下限问题,达到实际应用的目的。 本文从理论和实际两个方面来研究,经过实验及理论推倒的反复论证,设计出了基于双核技术的涡街信号处理系统,研究主要内容和成果包括: 1.突破传统的单处理器模式,采用双核技术实现涡街信号处理系统,设计了基于TMS320VC5416 DSP与MSP430F159单片机相结合的双核处理系统,增强了系统的稳定性和实时性。 2.设计并实现了基于计算机的涡街信号处理系统,扩大了涡街测量下限,提高了测量的抗干扰能力。验证了松弛陷波法处理涡街信号的高效性。 3.信号处理算法借鉴了松弛陷波周期图法,将算法移植到DSP上实现,将理论算法应用到了实际,实现了真正意义上的数字涡街流量计。 通过在天津大学过程检测和控制实验室和天津流量仪表厂的大量实验得到的实验数据,可以证明本设计可以测量下限低达10Hz的涡街信号,使量程比可达到1:35。 课题研究的基于双核技术的数字涡街流量计信号处理系统可以有效的扩展涡街流量计的量程下限、扩大了涡街测量的量程比、解决涡街流量计存在的精度、抗干扰等问题。填补了国内空白,具有很大的实用价值。


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