[发明专利]基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法和系统

摘要

本发明涉及流量检测领域，为一种以单片机(MCU)为核心、基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法和系统。该方法包括：(1)查找包含瞬态冲击振动干扰的数据段，(2)配置卡尔曼滤波器，(3)分段进行卡尔曼滤波，(4)频域幅值谱分析。采用卡尔曼滤波器预测估计涡街流量信号，达到降低强瞬态冲击振动干扰能量和比重的目的。即使存在多个瞬态冲击振动干扰分量，且干扰能量大于涡街流量信号能量时，仍然能够消除强噪声的干扰，正确提取涡街流量频率，确保涡街流量计在复杂工况情况下的测量精度。

主权项

1.基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法，包括前向输入调理电路模块、数字信号处理模块、系统输出模块、电源转换电路模块和基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法软件；压电式传感器将涡街流量信号转换成电荷信号输出，输出信号先后经过电荷放大器、电压放大器、低通滤波器和电压跟随器，然后进入MSP430F5418单片机的内部的ADC单元，经过ADC采样并转换成数字信号；MSP430F5418单片机采用基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法对该数字信号进行处理，得到涡街流量信号的频率，进而得到流体的流量；然后，通过输出模块将涡街信号的频率和流量值在LCD上实时显示；其特征在于：基于卡尔曼滤波的涡街流量计抗瞬态冲击干扰的信号处理方法包括查找包含瞬态冲击振动干扰的数据段，配置卡尔曼滤波器，分段进行卡尔曼滤波，频域幅值谱分析；采用卡尔曼滤波器预测估计涡街流量信号，达到降低强瞬态冲击振动干扰能量和比重的目的。