[发明专利]一种基于DSP的电磁流量计信号处理系统

权利要求书

1.一种基于DSP的电磁流量计信号处理系统，用于向电磁流量计一次仪表励磁线圈提供方波励磁电流，检测其一次仪表传感器输出信号并对其进行信号处理以获取实际流体流速大小，包括硬件系统和软件系统，其特征在于：

硬件系统采用基于线性电源的高频方波励磁控制方案，以数字信号处理器(DSP)作为信号处理和系统控制核心，包含励磁驱动模块、信号调理采集模块、信号处理控制模块、人机接口模块、通讯模块及电源管理模块；由励磁驱动模块向电磁流量计励磁线圈提供方波励磁电流，电磁流量计一次仪表传感器输出信号经信号调理采集模块放大、滤波及模数转换后送给数字信号处理器(DSP)进行信号处理，信号处理结果传送给人机接口模块进行显示或由通讯模块传送给上位机，电源管理模块向系统硬件中各模块提供工作电源；

软件系统基于高频方波励磁，针对单相介质流量测量采用基于梳状带通滤波的单相流量信号处理方法，针对浆液流量测量采用基于统计分析与信号重构的浆液流量信号处理方法。

2.如权利要求1所述的一种基于DSP的电磁流量计信号处理系统，其特征在于：信号调理采集模块由前置差分放大电路、偏置调整电路、低通滤波放大电路及A/D转换电路组成。

3.如权利要求1所述的一种基于DSP的电磁流量计信号处理系统，其特征在于：信号处理控制模块以数字信号处理器(DSP)U1作为信号处理和控制核心，主要由DSP最小系统和外扩存储器U2组成；U1的92脚、93脚、94脚用于控制输出数字偏置量至信号调理采集模块中偏置调整电路中的数模转换器(DAC)；U1的95脚、106脚、107脚用于控制读取信号调理采集模块中A/D转换电路与励磁驱动模块中A/D转换电路的转换结果；U1的102脚、103脚用于控制发出空管侦测信号P3.4、P3.5至信号调理采集模块的前置差分放大电路中；U1的45脚、53脚、55脚用于控制励磁驱动模块工作；U1的61脚、62脚、63脚、72脚用于扫描键盘状态；U1的117脚、122脚、123脚、124脚用于控制液晶显示；U1的155脚、157脚用于串行异步通讯，149脚用于检测通讯设备连接状态；U1的25脚用于发出同步触发输出信号EXTO；U1的49脚用于扫描外部同步触发输入信号EXTI；U1的地址线和数据线与U2的地址线和数据线相接，并由U1的42脚、84脚及133脚控制U2的选通及读写操作选通。

4.如权利要求1所述的一种基于DSP的电磁流量计信号处理系统，其特征在于：软件系统采取模块化设计，主要包含初始化模块、驱动模块、数据处理模块、通讯模块、人机接口模块及看门狗模块，由主程序统一调度、协调运行；数据处理模块中偏置调整通过设置上下幅值门限，当信号最大值超过幅值上限或其最小值小于幅值下限时，则计算信号基准线与零基准线之间的差值作为偏置量；偏置量V_BIAS计算式为：

V_BIAS＝-(A1+A2)/2

式中，A1为上一励磁半周期(即发生信号幅值超限的励磁半周期)后边沿数据段的均值，A2为上个励磁周期后边沿数据段的均值；然后将偏置量V_BIAS除以电路放大系数并输出给偏置调整电路中的数模转换器(DAC)。