[发明专利]科氏质量流量计数字信号处理系统

权利要求书

1.一种科氏质量流量计信号处理系统，由信号采集通道、数字信号处理器(DSP)、逻辑控制电路、液晶显示(LCD)电路、键盘输入电路、温度检测电路、串行通信电路、4～20mA输出电路和激振电路以及软件组成；流量计中的两个磁电式传感器将所感受到流量信号转换成电信号；磁电传感器输出的电信号经过所述的信号采集通道送到DSP；所述的DSP根据采样频率定时启动所说的信号采集通道中的模/数转换器；在中断服务程序中读入采样数据，送入数据缓冲区；DSP用离散傅里叶变换(DFT)方法处理采样数据，计算其流量管振动基频处的相位差、幅值和频率，再根据仪表参数和通过温度补偿，得到瞬时质量流量值和密度数值；将瞬时质量流量和密度送入指定数据缓冲区，供LCD显示、模拟量输出；也可通过积算，给出累积质量流量；磁电传感器的信号送入激振电路，产生驱动信号，送到电磁激振器的线圈，使流量管振动；整个测量过程分为初始化阶段、相位差测量阶段和频率跟踪阶段；其特征在于所述的信号处理系统在频率跟踪过程中，综合考虑已测得的频率可能存在的误差、信号频率的变化情况、其它工作的时间以及进行一次频率跟踪所需的时间，确定出一个合理的频率范围，采取直接测量信号频率的方法，在其中进行搜索，得到更为准确的信号频率值，即在此范围内变化采样频率，计算功率谱，通过比较功率谱值的大小，确定流量管的振动基频，而不是基频的变化，得到更为准确的频率值，并调整采样频率，为下一次相位差测量做准备；频率跟踪与相位差测量交叉进行，两次频率跟踪之间允许有间隔。

2.根据权利要求1所述的一种科氏质量流量计数字信号处理系统，其特征在于采用DSP实时完成数字信号处理任务；DSP作为系统核心控制系统其他部分协调工作。

3.根据权利要求1所述的一种科氏质量流量计数字信号处理系统，其特征在于信号采集通道由电压放大和低通滤波电路、多路开关和温度检测电路和采样/保持及模/数转换电路组成；两个磁电传感器的输出信号被放大、滤波、切换和模/数转换，由DSP进行处理；温度传感器的信号被转换为电压信号，经模/数转换后用于温度补偿。

4.根据权利要求1所述的一种科氏质量流量计数字信号处理系统，其特征在于在初始化阶段，只采集1个传感器的信号进行粗测和细测，得到信号频率的准确值，以便实现整周期采样；当初始化阶段完成，就进入相位差测量阶段；以信号频率的整数倍的频率，交叉采集2个传感器的信号，计算其相位差和幅值；并定时进行频率跟踪，测出频率数值，以此调整采样频率。

5.根据权利要求1所述的一种科氏质量流量计数字信号处理系统，其特征在于以一种容易实现的、精度较高的频率跟踪方法，在一定的频率范围内，变化采样频率，计算功率谱，通过比较功率谱值的大小，确定流量管的振动基频，调整采样频率，实现整周期采样，保证数字信号处理的精度。

6.根据权利1所述的一种科氏质量流量计数字信号处理系统，其特征在于能自动跟踪流量管固有振动频率的变化、以此频率驱动流量管振动和保持振幅稳定的激振电路部分由电压跟随、放大滤波电路、整流电路、增益控制电路、乘法电路、电压放大电路、振动过强保护电路和功率放大电路组成。