[发明专利]一种高频正弦波励磁电磁流量计信号处理方法

权利要求书

1.一种高频正弦波励磁电磁流量计信号处理方法，其特征在于：

首先，采集正常流速传感器输出信号，带通滤波获取ω频率信号，表达式如下：

e(n)＝k₁Ivcos(ω*n+θ₁)+k₂Iωsin(ω*n+θ₂)

式中，e(n)表示传感器输出信号的实时采样值；I为励磁电流的幅值，ω＝2πf/f_s为归一化励磁数字角频率，f为励磁频率，f_s为采样频率；v为流体流速；θ₁、θ₂分别为流速分量和微分干扰分量相对于励磁电流信号i(n)的相位；k₁和k₂分别为流速分量和微分干扰分量的系数；

然后，同时采集零流速的传感器输出信号e₀(n)和励磁电流信号i(n)，管道内流速为零时，e₀(n)主要由微分干扰分量构成；表达式如下：

e₀(n)＝k₂Iωsin(ω*n+θ₂)i(n)＝Icos(ω*n)

其次，分别用励磁电流信号i(n)和励磁电流的正交信号i_a(n)＝Isin(ω*n)对传感器输出信号采样值e₀(n)进行正交解调，计算结果为U_p1(n)，U_p2(n)：

U_p1(n)＝e₀(n)*i(n)

U_p2(n)＝e₀(n)*i_a(n)

采用低通滤波器滤除U_p1(n)，U_p2(n)中的交流分量，只保留直流分量，结果记为U₁(n)、U₂(n)：

U₁(n)＝0.5k₂I²ωsinθ₂，U₂(n)＝0.5k₂I²ωcosθ₂

根据U₁(n)、U₂(n)，计算微分干扰分量的参考相位值θ₂：

θ₂＝arctan(U₁(n)/U₂(n))

采用sinθ₂、cosθ₂与励磁电流信号和励磁电流正交信号进行线性组合，得到相位调整后的励磁电流信号i_b(n)；

i_b(n)＝i(n)cosθ₂-i_a(n)sinθ₂＝Icos(ω*n+θ₂)

使用i_b(n)对实际流量信号e(n)进行正交解调如下：

e(n)*i_b(n)＝(k₁I²vcos(θ₁-θ₂)+k₁I²vcos(2ω*n+θ₁+θ₂)+0.5k₂I²ωsin(2ω*n+2θ₂))

对解调结果低通滤波，最终得到只包含直流分量的计算结果Res(n)：

Res(n)＝0.5k₁I²vcos(θ₁-θ₂)

最终解调结果Res(n)和流速v成正比、不包含零点项。