[发明专利]一种基于双频励磁的电磁流量计系统及信号提取方法

权利要求书

1.一种基于双频励磁的电磁流量计系统，其特征在于，包括激励线圈(1)、信号电极(3)、DSP微处理系统(7)、激励驱动模块(6)、信号预处理模块(4)和信号调理模块(5)；DSP微处理系统(7)控制激励驱动模块(6)产生双频矩形波激励，从而激励线圈(1)在测量管道(2)内激发磁场，测量管道(2)中的导电流体切割磁感线产生感应电动势并被信号电极(3)感受；信号电极(3)将流量信号传输给信号预处理模块(4)，信号经增强后送入信号调理模块；在信号调理模块(5)中，流量信号通过带通滤波器抑制了一定的高频干扰和低频干扰，随后通过削峰电路削除微分干扰引起的尖峰，继而通过电平提升电路送入DSP微处理系统(7)进行数据处理和运算；

DSP微处理系统(7)通过增强PWM输出模块，生成6.25Hz和75Hz单极性方波；DSP微处理系统对流量信号进行采样和提取；所述流量信号采样是利用高频采样时序对双频矩形波激励输出信号的后半段进行幅值解调数据采集；所述流量信号提取是对其幅值解调结果使用滑动平均值滤波算法和冒泡排序对信号进行处理；

所述的激励驱动模块(6)为恒流源激励电路，由运算放大器、多路模拟开关、稳压器、场效应管组成，生成激励频率为6.25Hz和75Hz的双频矩形波激励信号；

所述的信号调理模块(5)由前置差分电路(8)、二阶低通滤波器(9)、二阶高通滤波器(10)、后级放大电路(11)、削峰电路(12)和电平提升电路(13)组成，上述组成单元从左至右依次连接；

所述的二阶低通滤波器(9)的截止频率设置为408.3Hz，用于抑制流量信号中的高频干扰信号；所述的二阶高通滤波器(10)的截止频率设置为0.5Hz，用于抑制流量信号中的低频干扰信号；

基于双频励磁的电磁流量计系统的信号提取方法：

S1：利用采样频率为27KHz的高频采样时序对每半个双频矩形波激励信号采集32个数据作为有用数据，记为D_L(1：32)，并对32个数据点做16点滑动平均值滤波算法，得到新的经过滑动滤波算法后的16个数据点，记为其中：

同理可以得到第二个半周期处理结果第13个半周期处理结果第14个半周期的处理结果

S2：根据幅值解调原理产生幅值解调结果：

......

并进行冒泡排序处理，将排序结果记为maopao(L，1：16)；

经过掐头去尾处理后取中间8个数据进行求平均值处理，作为当前高频激励信号第一个周期的幅值结果：

一个完整的低频6.25Hz周期包含了12个高频75Hz周期，经过幅值解调算法可知，一个完整的双频激励周期可得到6组幅值解调结果，记为fuzhi(L)₁，fuzhi(L)₂，...,fuzhi(L)₆；

S3：采集并处理12个完整双频矩形波激励周期的数据，得到¹72个幅值解调数据，并对此进行36点滑动平均值滤波处理，再进行冒泡排序处理，取中间18个数据做平均值运算处理，作为一次幅值解调结果输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于双频励磁的电磁流量计系统，其特征在于，所述的信号预处理模块(4)为仪用放大电路，将信号电极(3)感受的流量信号增强后送入信号调理模块(5)。