涡街流量计数字信号处理方式
DSP数字型的智能超声涡街流量计综述
DSP数字型的智能超声涡街流量计综述作者：曹世红郑金钊来源：《科学与信息化》2017年第36期摘要 DSP数字型超声涡街流量检测技术将超声检测技术和卡门涡街原理科学地融为一体，采用新型的DSP数字处理技术进行流量信号的运算处理，应用智能化设计，使用三线数据传输，同时具备光电接口无线抄数、M-BUS通信功能。
提高了涡街信号检测灵敏度，加强了流量计的抗震性能，突破了传统模拟方法处理涡街信号的局限性，具有独特技术的优势，在国际流量类产品中处于先进水平。
关键词 DSP；数字；智能；超声涡街1 立项背景及实施意义近年来，随着我国现代化、工业化、城市化快速发展，能源需求迅速增加。
DSP数字智能超声涡街检测技术是在国际上是一种新型的流量检测技术，在测量低流速液体介质方面具有其他测量仪表不可取代的优势，将其应用在热量测量方面，更具有独特的优势，在国际热量类产品中处于先进水平。
但其存在超声发射消耗功率大的问题，不完全适用于热量计量的低功耗要求，影响了其优良性能在热量计量方面的应用。
通过DSP数字智能超声涡街项目研发，我方可提高技术创新能力，学习国际先进的纳瓦微功耗设计、智能化仪表设计技术，掌握欧洲的设计标准、生产技术工艺，提升我们整体的技术实力[1]。
2 技术方案2.1 超声涡街检测体工作原理平行于管道截面放置一个棱柱体，棱柱体轴线与被测介质流向垂直，液体通过棱柱体时产生旋涡，其旋涡频率正比于流速，在检测体的上下侧壁内对称安装超声发射器和超声接收器，通过电压发生器提供1MHz的高频超声波信号，当超声波穿过旋涡时，引起声束偏转，每一对旋转方向相反的旋涡对超声信号产生一个周期性的变化，此信号经相位检测器、电子信号微处理器输出固定脉宽的电压信号，在频率和振幅上对应于旋涡的频率与强度。
此外，检测体内设置温度传感器，根据液流温度进行流量修正，降低了小流量测量的下限值，扩大了动态测量范围。
2.2 电路处理部分工作原理电路处理部分由隔离型信号发射/接收器、PLD逻辑处理器、相位检测器、滤波处理器、微处理器、模拟电流输出电路、脉冲隔离电路、电流脉冲输出电路、LCD显示电路、双温度检测电路、热量积算模块、光电接口、通讯模块组成。
涡街流量计使用说明书
一、使用时的注意事项1.1、确认收货时1.1.1、在您拿到本产品时，请确认运输途中有没有磕碰划伤等。
1.1.2、根据产品铭牌的标注，请确认与您要买的型号是否相符。
1.2、运输与储存时1.2.1、尽可能的利用本公司的包装，将流量计直接运送到安装现场。
1.2.2、运送过程中不要强烈碰撞、也不要让雨水淋湿。
1.2.3、保管时尽量利用本公司的原包装进行保管，保管的地方应符合下列条件要求：1不会有淋雨水的地方2振动或碰撞尽量少的地方3温度：-40℃—+55℃4湿度：5％—90％1.2.4、使用过的流量计保管时，要将内部的残留液体及粘附物完全清洗干净，另外注意在电源接口处要密封，以防潮湿。
1.3、安装时1.3.1、使用时要在流量计规定的条件下使用，超出这个规定使用是不可行的，如果因此而造成流量计损坏，维修的费用会由您自己承担。
1.3.2、流量计出现问题以后，尽可能的与我们或维修商联系，以便尽快的把问题解决。
1.3.3、安装之前必须认真阅读说明书，由于没有按照说明书操作造成的流量计损坏，维修费用自己承担。
二、产品用途及工作原理2.1、用途LUGB涡街流量计广泛用于石油、化工、电力、轻工等部门工业管道中测量液体或气体的流量。
由于传感器材料为1Cr18Ni9Ti，也可用于城市供水、供热、锅炉供水、医疗行业流体管道的流量测量。
防爆型涡街流量传感器，采用的是本安防爆技术。
电池供电的涡街流量计其防爆标志为“Ex iaⅡBT4”，适合不高于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T4组的危险场所使用；靠安全栅供电的涡街流量计其防爆标志为“ExiaⅡBT5”，适于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T5组的危险场所使用。
2.2、工作原理图一：卡门涡街工作原理图LUGB涡街流量计是利用卡门涡街原理，用来测量蒸汽、气体及低粘度的液体的流量仪表。
当流体流过与被测介质流向垂直放置的旋涡发生体时，在其后方两侧交替地产生两列旋涡，称之为卡门涡街，如上图1所示。
涡街流量计的工作原理
涡街流量计的工作原理
涡街流量计是一种常见的流量测量仪器，它利用涡街的激励和检测原理来实现流量的测量。
下面将详细介绍涡街流量计的工作原理。
涡街流量计的主要构造部分包括涡街传感器和信号处理器。
涡街传感器位于流体管道内，它由一个装有固定几何形状的金属片组成，金属片上有一或多个流向垂直的凸起物，被称为涡街生成器。
当流体经过涡街传感器时，流体的流速使得涡街生成器产生周期性的涡街脱离。
当涡街脱离涡街生成器时，会引起传感器内部的压力变化。
这种压力变化被传感器内部的压力传感器检测到，产生相应的电信号。
这个电信号会被传输到信号处理器中进行处理。
信号处理器接收到传感器的电信号后，首先会对电信号进行放大，然后再进行滤波处理，以消除噪声干扰。
接下来，信号处理器会根据涡街脱离的频率来计算流体的流速。
通常，涡街传感器会有一个已知的频率和流速的标定曲线，利用这个标定曲线，可以将涡街脱离的频率转换为流体的实际流速。
最后，信号处理器会将流速信息转换为流量信息，并输出给用户。
同时，信号处理器还会根据用户设置的参数，进行数据显示、存储、报警等功能。
总结来说，涡街流量计的工作原理是通过涡街传感器感知流体流动产生的压力变化，然后利用信号处理器将压力变化转换为
流速和流量信息。
这种测量原理简单可靠，在工业领域广泛应用。
基于DSP_具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统
基于D SP、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统Ξ徐科军 吕迅 陈荣保 苏建徽 张崇巍(合肥工业大学自动化所 合肥 230009)摘要 本文介绍一种以数字信号处理器(D SP)为核心、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统。
它采用周期图谱分析方法对涡街流量计中传感器的信号进行数字处理,准确计算出信号的频率,测出准确的体积流量。
它抗干扰能力强,保证现场测量精度,扩大量程比,现场显示,并适用于不同口径和测量不同流体的一次仪表。
它采用了D SP,保证了处理的实时性。
关键词 涡街流量计 谱分析 快速傅里叶变换 数字信号处理器A Signa l Processi ng System of Vortex Flow m eter ba sed on D SP w ith Spectru m Ana lyz i ng FunctionXu Kejun L u Xunhong Chen Rongbao Su J ianhu i Zhang Chongw ei(H ef ei U niversity of T echnology,H ef ei230009,Ch ina)Abstract A signal p rocessing system of vo rtex flowm eter is p resen ted in th is paper.T h is system has the analyzing functi on of pow er spectrum based on a digital singnal p rocesso r(D SP).T he sen so r’s signals in flowm eter are p rocessed digitally by m ean s of the pow er spectrum analyzing m ethod based on the p eri odogram spectrum m ethod.T he real frequency of signal is calcu lated,and the accu rate vo lum etric flow is m easu red.T he system has in terference-free functi on,en su res the m easu ring p recisi on in fields.It i m p roves the rati o of m easu ring range.It is su itab le fo r flowm eters that have differen t bo res and m easu re differen t flu ids.It p rocesses signals in real ti m e becau se it u ses a D SP.Key words V o rtex flowm eter Spectrum analysis Fast Fou rier tran sfo r m D igital signal p rocesso r1 引 言涡街流量计的应用相当广泛,其优点是:一次仪表内无活动部件,使用寿命长,实验室标定精度较高,可直接输出数字信号等。
涡街流量传感器的数据处理技术
涡街流量传感器的数据处理技术
涡街流量传感器除具有坚固的测量系统外，同样具有很好的数据处理技术，它的数据处理技术在实际测量和控制系统中，都允许有一定范围的误差。
涡街流量传感器的数据处理技术,许多控制系统及智能化仪器中，一些参量往往是非线性参量，常常不便于计算和处理，有时甚至很难找出明显的数学表达式，需要根据实际检测值或采用一些特殊的方法来确定其与自变量之间的函数关系式；在某些时候，即使有明显的解析表达式，但计算起来也相当麻烦。
而在实际测量和控制系统中，都允许有一定范围的误差。
因此，如何找出一种既方便，又能满足实际功能要求的数据处理方法，就是这一节所要解决的问题。
举例说明涡街流量传感器的数据处理技术,例如，在温度测量中，热电阻及热电偶与温度之间的关系，即为非线性关系，很难用一个简单的解析式来表达。
涡街流量传感器在流量测量中，流量孔板的差压信号与流量之间也是非线性关系，即使能够用公式Q=K 计算，但开方运算不但复杂，而且误差也比较大。
另外，在一些精度及实时性要求比较高的仪表及测量系统中，传感器的分散性、温度的漂移、以及机械滞后等引起的误差在很大程度上都是不能允许的。
涡街流量传感器的测量系统,诸如此类的问题，在模拟仪表及测量系统中，解决起来相当麻烦，有时甚至是不可能解决的。
而采用计算机后，则可以用软件补偿的办法进行校正。
这样，不仅能节省大量的硬件开支，而且精度也大为提高。
涡街流量传感器中的永久磁铁对叶片有吸引力，产生磁阻力矩，小口径传感器在小流量时，磁阻力矩在诸阻力矩中成为主要项，为此将永久磁钢分为大小两种规格，小口径配小规格以降低磁阻力矩。
涡街流量计涡街信号处理研究
３ 数 字滤 波器 的设 计 用 窗 函数 法 设计 Ｆ Ｉ Ｒ数 字 滤 波 器 就 是 用 有 限 长 的 脉 冲 响
流量 计 量 是 计 量 科 学 技 术 的 组 成 部 分 之 一 ， 它 与 国 民 经 济、 国 防建 设 、 科学研究有着密切的关系 ， 随着 我 国 工 农 业 的发 展， 对 流 体 流 量 的 计 量 提 出 了越 来 越 多 、 越 来 越 高 的要 求 ， 特 别 是 在 注 重 节 省 能源 、 提 高 经 济 效 益 和 产 品质 量 的今 天 ， 流量计 量与测试的重要性 就更 加 突出பைடு நூலகம்了， 并 且为 越来 越 多的 人所认
ｈ ｄ （ ＝ （ ３ ）
理想情况下 ， 涡街流量传 感器 的输 出信 号应该 是正 弦波 ， 其频率与流体的流速成 正比。然而 ， 工业现场 的噪声是普遍存 在的 ， 这些 噪声信号包括管道内流动介质 的湍流 、 脉 动、 流场 的
不 稳 定 及 不 均 匀 性 对 涡 街 发 生 体 施 加 不 规 则 的 附 加 作 用 力 而
Ｙ（ ｔ ）＝Ａ ｓ ｉ ｎ （ ２ ￣ ｆ ｏ ｔ ＋Ｑ 。 ）＋ Ａ １ ｓ ｉ ｎ （ ２ 叮 ｒ ｆ ｌ ｔ ＋Ｑ １ ）＋ ｄ （ １ ）
产生 的流体流动噪声。当规则涡街产生后 ， 在工作信号上会 迭 加一种 １ ／ ５到 １ ／ １ ０涡街频率 的流体低频 摆动噪声 ， 或输 送流
体 的 管道 偶 尔 受 到 外 力 撞 击 ， 会 产生 随机振动 噪声 ； 以及 各 种
度为 Ｍ， 这种操作 叫做“ 加窗 ” ， 则ｈ （ ｎ ） 可 以看作是 ｈ （ ｎ ） 与窗
确定性分量和随机分量 。随机 分量 可认 为是 服从 高斯分 布的 白噪声信号 ， 而确定性分量是 由流体低频摆动或动力 源振动引
VTWMSPA涡街流量计使用说明
VT2W-MSP/A涡街流量计使用说明V2011-06-19试用版目录流量计电气参数3流量计描述3电路接线5流量计工作界面6流量计参数设置菜单7用户菜单7工程师菜单10生产制造菜单14HART通讯16图表图表1主工作界面6图表2辅助工作界面6图表3用户菜单结构8图表4工程师菜单结构12图表5流量修正系数菜单结构13图表6生产制造菜单结构15表格表格1用户菜单功能说明7表格2用户菜单参数说明9表格3工程师菜单功能说明11表格4生产制造菜单功能说明14表格5变送器HART命令17表格6模拟放大电路开关参数表178附件7 MSP信号处理电路设置表179附注：疑难解答 (20)一、流量计电气参数供电15~24VDC/4-20mA(-20%~+15%)。
（1）二线4~20mA线性校正电流输出（24V时回路负载≤500Ω）。
（2）光隔离程控脉冲输出：高电平≥5V（供电电压-1V）；低电平<0.5V；含1K上拉电阻的集电极开路输出。
需另供12-24V电源。
（3）测温支持Pt100和Pt1000，测压支持硅压阻式压力传感器。
（4）通讯支持HART协议通用命令和少量专有扩展命令。
流量测量范围请参见相关结构表体的选型表。
二、流量计描述VT2W二线制新三代涡街流量计电路，其信号测量电路分为MSP混合自适应数字信号处理模块和改进的经典模拟放大滤波电路两种，以应对各种复杂的现场环境。
（一）MSP混合自适应数字信号处理型前端电路：采用精简、高效的低功耗新型数字信号处理电路，经多年研究改进，放弃了难于解决下限不规则波的二代纯软件滤波处理方案。
创造性采用了自适应电荷匹配放大，自适应增益变换和模糊自适应跟踪滤波的前端预处理硬件，按最现代的FIR滤波，窗函数和FFT频谱分析等小波信号理论进行时域和频域多元化软件处理。
按模糊自适应的理念对A/D转换采集的涡街信号进行MSP-混合数字信号处理，采用4段大区间自适应跟踪滤波，较好解决了由于流量介质密度和粘度的不确定性引起的涡街电路工作频率的大幅偏差，使滤波频带与现场工作不符从而引起测量大幅失真的难题。
低流速涡街信号数字处理方法研究的开题报告
低流速涡街信号数字处理方法研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业自动化的不断发展和全球节能减排的要求，涡街流量计作为一种被广泛应用的流量测量仪器，在工业生产、环保等领域得到了广泛的应用。
但是在低流速下，涡街流量计的测量准确度较低，需要进行数字信号处理和数据分析，提高流量计的测量精度和稳定性。
因此，研究低流速涡街信号数字处理方法，对于提高流量计测量精度具有重要的实际意义。
二、研究内容和方法1. 现有低流速涡街信号数字处理方法的研究和分析；2. 基于MATLAB等工具，建立低流速涡街信号数字模型，并对数字信号进行处理和分析；3. 通过仿真实验和实际测试，对该方法的测量精度和稳定性进行验证。
三、研究预期结果1. 提出一种适用于低流速涡街信号数字处理的新型方法；2. 验证该方法对涡街流量计测量精度的提升效果；3. 探讨该方法的实际应用前景和推广价值。
四、研究难点及解决途径低流速涡街信号数字处理方法的研究较为复杂，需要克服以下几个难点：1. 低流速涡街信号的信噪比较低，需要采用合适的滤波算法去除噪声；2. 低流速涡街信号的采样率较低，需要对数字信号进行优化处理，提高信号的采样频率；3. 实时性要求较高，需要探讨并解决实时数据处理问题。
解决方法：1. 采用数字信号滤波算法去除噪声，如小波变换、Kalman滤波等；2. 通过插值算法和多次采样等方法，提高信号的采样频率；3. 采用高效的数字信号处理算法，如C语言编写的程序和基于FPGA的数字信号处理器等。
五、研究计划及进度安排1. 研究现有低流速涡街信号数字处理方法，了解其优缺点并总结经验，完成文献综述部分；2. 建立涡街流量计的数学模型，采集低流速涡街信号并进行数据分析，并进行数字信号处理算法的初步研究；3. 开展仿真实验，验证方法的可行性和有效性；4. 进行实验室实测，测试方法的实际效果；5. 撰写论文并组织答辩。
六、研究经费预算研究经费主要包括实验采购、设备使用和人力支出等，预算为10万元。
涡街流量计工作原理图
涡街流量计工作原理图涡街流量计是一种常用的流量测量仪器，它通过测量流体通过管道时引起的涡旋频率来计算流体的流量。
它主要由流量传感器、信号处理器和显示仪表等部分组成。
下面我们将详细介绍涡街流量计的工作原理图及其相关知识。
首先，我们来看一下涡街流量计的工作原理图。
涡街流量计的流量传感器是其核心部件，它通常由一个安装在管道中的涡街传感器和一个与之相连的信号发生器组成。
当流体通过管道时，涡街传感器会受到流体的冲击，从而产生一系列的涡旋。
这些涡旋会使得涡街传感器产生一系列的脉冲信号，信号发生器会将这些脉冲信号进行处理，最终输出一个与流体流量成正比的电信号。
其次，涡街流量计的信号处理器起到了至关重要的作用。
信号处理器会接收来自流量传感器的电信号，并对其进行放大、滤波和线性化处理，以确保输出的信号能够准确地反映流体的流量大小。
在信号处理器的作用下，我们可以得到一个稳定、准确的流量信号。
最后，涡街流量计的显示仪表用于显示和记录流体的流量信息。
显示仪表会接收来自信号处理器的电信号，并将其转换为我们能够直观理解的数字或图形显示。
通过显示仪表，我们可以清晰地了解流体的流量变化情况，方便我们进行实时监测和控制。
总的来说，涡街流量计是一种基于涡旋频率测量流体流量的仪器，它通过流量传感器、信号处理器和显示仪表等部分的协同工作，实现了对流体流量的准确测量和监测。
在工业生产和实验室等领域，涡街流量计都有着广泛的应用，为我们提供了重要的流量信息支持。
希望通过本文对涡街流量计的工作原理图及其相关知识的介绍，能够帮助大家更加深入地了解涡街流量计的工作原理和应用特点，为工程和实验工作提供更多的参考和指导。
基于DSP的低成本涡街流量计信号处理系统
（ｎｔ ｕｅ ＪＡｕｏ ｔ ｎ， ｉ Ｉ ｓ ｔｔ ｏ ｔ ｉ ｍａｉ ｔｅ ｏ Ｕ ｉｅｓ ｙ０ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｆ ｉ ３ ０ ９，ｈｎ ） ｎｖｒｉ ｆＴ ｃｎ ｌｇ Ｈｅ ｅ ２ ０ ０ Ｃ ｉａ ｔ
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一体化涡街流量计的原理
一体化涡街流量计的原理简介流量计是一种用于测量液体或气体流量的仪器。
随着技术的不断发展，涡街流量计成为流量计中的一种重要型号。
涡街流量计依靠涡街的特性来测量流体的流量，其原理是利用涡街动量与热力学定律之间的关系，通过对涡街的转速进行测量，计算出流量。
一体化涡街流量计是目前涡街流量计的一种变体，本文将对其原理进行详细介绍。
组成一体化涡街流量计主要由以下几个组成部分构成： - 流量测量管 - 涡街传感器 - 信号转换器原理涡街流量计的测量原理基于“卡门涡街定理”，即当气体或液体从一个管道中通过时，会产生旋转的涡粒。
在涡街管的周围尺寸上安装了多个涡街，随着流体流动产生的涡旋轮流经过涡街并造成涡街转动，转动的角速度与流速成正比。
因此，涡街流量计可以通过测量涡街转速来确定流体的流量。
传统的涡街流量计主要由两个组成部分构成：在管道中的涡街传感器和信号转换器。
涡街传感器通常是由一个加速线圈和一个接收线圈组成，涡街以相同的角速度旋转并将信号传递到信号转换器。
信号转换器测量这些信号，从而确定流体的流量。
一体化涡街流量计是一种独特的涡街流量计，它将传感器和信号转换器组合成了一个整体，并安装在管道上。
这种流量计也被称为“管道式涡街流量计”。
工作原理一体化涡街流量计的工作原理可以分为三个步骤： 1. 涡街传感器接收涡旋并将信号转发到信号转换器。
2. 信号转换器将涡街传感器传输过来的信号转换成流量信号。
3. 提供测量结果。
一体化涡街流量计的传感器和信号转换器是一体化的，因此其工作原理也有所不同。
其传感器和信号转换器的原理如下：传感器原理在一体化涡街流量计中，传感器通常由一个振荡器和发射线圈/接收线圈组成。
振荡器的作用是产生高频信号，发射线圈则将信号传输到流量计的管道内。
当涡街产生涡旋时，接收线圈将感应到信号，并能够将其转成电信号发送回信号转换器。
信号转换器原理一体化涡街流量计的信号转换器通常由数字处理器和显示器组成。
嵌入式涡街流量计数字信号处理方法研究的开题报告
嵌入式涡街流量计数字信号处理方法研究的开题报告一、研究背景嵌入式涡街流量计是一种利用涡街现象实现流量检测的仪表，因其结构简单、性能稳定等优点，被广泛应用于工业领域。
其中，数字信号处理是嵌入式涡街流量计测量精度提高的关键技术。
因此，对嵌入式涡街流量计数字信号处理方法的研究具有重要意义。
二、研究内容及方法本研究将针对嵌入式涡街流量计数字信号处理方法进行研究，包括以下几个方面：1.数字滤波算法研究：通过建立数字滤波模型，对嵌入式涡街流量计输出信号进行滤波处理，提高测量精度。
2.信号处理算法研究：研究嵌入式涡街流量计信号处理算法，包括FFT算法、小波变换等，提高测量精度。
3.算法优化研究：通过对上述算法的优化，提高算法的效率和可靠性。
4.系统实现研究：为了验证研究方法的有效性，本研究将开发嵌入式涡街流量计数字信号处理系统。
本研究将采用文献综述法和实验方法进行研究，其中：1.文献综述法：通过系统查阅相关文献，了解目前嵌入式涡街流量计数字信号处理的研究现状及存在的问题，为研究提供依据。
2.实验方法：通过搭建实验平台，对不同的数字信号处理算法进行实验，验证算法的可行性和有效性。
三、研究意义本研究对于提高嵌入式涡街流量计测量精度，具有实际应用价值。
首先，通过研究数字滤波算法和信号处理算法，可以有效提高嵌入式涡街流量计的测量精度，满足实际工业现场的要求。
其次，通过算法优化，可以减少系统复杂度和运算时间，提高系统的运行效率和可靠性。
最后，通过系统实现，可以为工业现场提供实用的数字化流量测量系统，促进工业生产自动化水平的提高。
四、研究进度安排本研究的进度安排如下：1.文献调研阶段（1个月）：查阅关于嵌入式涡街流量计数字信号处理的相关文献，了解研究现状和存在问题。
2.实验方案设计阶段（1个月）：制定实验方案，确定实验方法和所需设备。
3.实验数据采集阶段（2个月）：搭建实验平台，采集实验数据。
4.数据处理及算法优化阶段（2个月）：对采集到的实验数据进行处理和分析，对算法进行优化。
数字式涡街流量计
洛阳理工学院毕业设计（论文）题目数字式涡街流量计设计姓名申学超系（部）电气工程与自动化系专业电气自动化技术指导教师王燕2012 年5 月24 日数字式涡街流量计设计摘要涡街流量计是60年代末发展起来的一种流量计仪表，它利用流体振动原理来进行流量测量。
涡街流量计在工业使用过程中，因其介质适应性强，无可动部件，结构简单、可靠性高、压力损失小、使用寿命长等诸多优点，在许多行业得到了广泛的应用，具有良好的发展形势。
但现有的涡街流量计还存在抗干扰性能差、流量计量下限高等不足。
此外对功耗要求也较高。
鉴于不足之处，本课题组设计了基于数字信号处理的涡街流量计。
采用低功耗的dsPIC30F6012芯片作为系统核心，使用较少外围芯片实现系统低功耗；前置放大电路对传感器输出的电荷信号进行放大，再对放大的信号进行滤波滤掉干扰信号，使涡街信号更适合被DSP处理。
用FFT算法提取信号主频，MATLAB软件仿真结果证明，FFT算法的准确性。
此外增加了按键、LCD显示、等人机接口模块。
使得涡街流量计的性能更加完善。
关键词：涡街流量计，前置放大电路，dsPIC30F6012，FFT算法Design of digital vortex flowmeterABSTRACTV ortex flowmeter is development of 60 time end up to a meter, which uses fluid vibration theory for flow measurement. V ortex flowmeter has been widely used in many different fields due to its advantages of adaptivity to various media, non-mobile parts, simple structure, stability, low pressure loss and long life etc, which promises that it has a bright future.But existing vortex flowmeter has its own disadvantage. Its noise immunity is poor and its lower limit of measuring rang is high. Besides that, the size of power is an important parameter for vortex flowmeter. In view of the shortage, a digital vortex flowmeter is developed by our research group. The V ortex Flowmeter with low-power rmicrocontroller dsPIC30F6012 as the core; using fewer system peripheral chips to achieve low power requirements. The sensor output of the charge signal is amplified by preamplifier circuit, further more amplified the signal is filtered for filtering off interference signal. The signal frequency is extracted by the FFT algorithm, the MATLAB software simulation results shows that the algorithm is very accurate, FFT is The vortex signal is properly handled by DSP chip. What is more, increasing the man-machine interface module such as the keyboard and LCD display. The performance of the vortex flowmeter is made to more perfect .KEY WORDS: V ortex flowmeter, FFT algorithm, dsPIC30F6012, LCD目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题提出背景与意义 (2)1.2 涡街流量计国内外研究现状 (2)1.3 课题研究内容 (4)第2章涡街流量计工作原理 (6)2.1 涡街流量计的概述 (6)2.2 涡街流量计工作原理 (7)2.2.1 涡街产生与涡街现象 (7)2.2.2 涡街信号测量 (8)2.3 温压补偿原理 (10)2.3.1 液体密度补偿 (10)2.3.2 气体密度补偿 (11)第3章系统硬件设计 (12)3.1 系统整体设计 (12)3.2 dsPIC30F6012简介 (12)3.3 信号测量与处理 (13)3.3.1 前置放大电路 (13)3.3.2 温压测量 (18)3.4 DSP外围模块 (21)3.4.1 LCD显示 (21)3.4.2 按键设计 (22)3.4.3 复位电路 (23)3.5 通信设计 (24)3.5.1 RS232串行通信 (24)3.5.2 D/A转换 (25)3.6 电源模块 (26)第4章系统软件 (27)4.1 系统软件结构 (28)4.2 LCD显示流程 (28)4.3 温压补偿流程 (28)第5章算法分析与仿真 (30)5.1 涡街信号的组成 (30)5.2 算法分析 (32)5.2.1 离散傅里叶转换 (32)5.2.2 FFT算法简介 (33)5.2.3 FFT算法DSP的实现 (35)5.3 MATLAB仿真 (36)5.4 变换采样频率 (38)结论与展望 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文资料翻译 (43)前言以信息、材料和生物为主要支柱的新技术革命正将人类社会从工业化时代推向信息化时代。
低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统研制的开题报告
低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统研制的开题报告一、研究背景和意义涡街流量计是一种广泛应用于水流、燃油、蒸汽等液体的流量测量仪器。
目前，市场上主要的涡街流量计为模拟输出的传统涡街流量计。
与传统涡街流量计相比，数字化涡街流量计具有更高的测量准确性、更广泛的应用范围、更高的适应性和更高的工作稳定性，因此具有广泛的市场前景和应用价值。
目前数字化涡街流量计已经得到了一定的应用，但是还存在着一些问题，如能耗高、数据处理速度慢等。
为了解决这些问题，本文提出了低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统，旨在提高数字化涡街流量计的性能和稳定性。
二、研究方法和技术路线本文提出的低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统，主要包括以下技术路线：（1）低功耗设计。
通过改进系统电路、采用新型电源管理芯片、采用功耗更低的传感器等措施，实现数字信号处理系统的低功耗设计，降低系统的工作成本。
（2）两线制设计。
在设计系统时，采用两线制设计，将电源和信号采集线路合并在一起，减少系统线路数量，方便系统的安装和维护。
（3）高效的数字信号处理算法。
选择合适的数字信号处理算法，对传感器采集到的数据进行优化和处理，从而提高系统测量的精度和准确性。
三、预期成果和应用价值本文将通过低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统研制，提高数字化涡街流量计的性能和稳定性。
预期实现以下成果：（1）设计出低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统。
（2）提高数字化涡街流量计的性能和测量准确性。
（3）减少数字化涡街流量计的能耗和成本。
（4）提升数字化涡街流量计的适应性和工作稳定性。
该系统的应用价值主要体现在以下几个方面：（1）广泛应用于水流、燃油、蒸汽等液体的流量测量仪器。
（2）为各行业提供更加准确和高效的流量测量技术支持。
（3）促进数字化涡街流量计技术的普及和推广。
四、研究进度安排第一年：（1）研究文献，学习涡街流量计工作原理和数字信号处理算法。
（2）设计低功耗、两线制涡街流量计数字信号处理系统的方案，制定实验计划。
两种流量计数字信号处理系统的软件开发的开题报告
两种流量计数字信号处理系统的软件开发的开题报告题目：两种流量计数字信号处理系统的软件开发摘要：流量计数字信号处理系统是流量控制领域的一个重要组成部分，它通过对流体流动信息的获取和处理，实现对流量的控制。
本文将介绍两种常见的流量计数字信号处理系统，包括涡轮流量计和电磁流量计，以及它们的数字信号处理方法。
基于这些理论，本文将开发用于涡轮流量计和电磁流量计的软件，实现对流量计的数字信号处理，提高流量控制的精度和稳定性。
关键词：流量计，数字信号处理，涡轮流量计，电磁流量计，软件开发一、研究背景随着流量控制技术的不断发展，流量计的种类和用途也越来越广泛，成为了现代化流体工程中不可缺少的一部分。
流量计数字信号处理系统，是将传感器的模拟信号转换成数字信号，并对信号进行滤波、均衡等处理后输出，实现对流量的精确控制和测量。
在如今数字化的工业环境中，数字信号处理揭示出广泛的应用前景。
本文研究涡轮流量计和电磁流量计的数字信号处理方法，及其在流量计数字信号处理系统中的应用。
特别是关于数字滤波算法的开发，将从实际应用的角度出发，进一步提升流量计的精确控制能力。
二、研究内容1. 涡轮流量计的数字信号处理方法涡轮流量计是将流体导入主体装置后，通过转子转动的速度，获得流量测量数据。
基于涡轮流量计的测量原理，涡轮流量计数字信号处理系统将传感器转换的模拟信号，经过A/D转换、去噪声、数字滤波和数据处理等阶段，将其转换为数字信号，提高测量的稳定性和准确性。
本文将详细分析涡轮流量计的数字信号处理原理，并开发基于数字滤波算法的软件，用于涡轮流量计数据的处理与优化。
2. 电磁流量计的数字信号处理方法电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应定律的流量计，具有直观、无压力损失、适于粘性流体测量等优点。
电磁流量计数字信号处理系统将传感器转换的模拟信号，经过A/D转换、去噪声、数字滤波和数据处理等阶段，将其转换为数字信号，提高测量的稳定性和准确性。
本文将详细分析电磁流量计的数字信号处理原理，并开发基于数字滤波算法的软件，用于电磁流量计数据的处理与优化。
双MSP430单片机结构数字涡街流量计
双MSP430单片机结构数字涡街流量计2008年12月20日目录摘要 (5)1 引言 (5)1.1涡街流量计概述 (5)1.2涡街流量计的主要问题 (5)1.3课题研究目的及意义 02双MSP430单片机结构数字涡街流量计的总体方案设计 02.1涡街流量计的工作原理 02.2涡街信号的组成 (2)2.3双MSP430单片机结构数字涡街流量计的设计方案 (4)2.4双MSP430单片机结构数字涡街流量计的FFT频率计算方法 (6)3双MSP430单片机结构数字涡街流量计的硬件设计 (8)3.1整体硬件电路设计方案 (8)3.2前置放大电路的设计 (9)3.3单片机计算及输出电路的设计 (17)3.4电源电压转换电路设计 (20)3.5双MSP430单片机结构数字涡街流量计的硬件低功耗设计 (20)4双MSP430单片机结构数字涡街流量计的软件设计 (21)4.1软件总体设计方案 (21)4.2MSP430F149单片机程序设计 (22)4.3MSP430F1611单片机程序设计 (23)4.4双MSP430单片机结构数字涡街流量计的软件低功耗设计 (26)5总结与展望 (26)参考文献： (28)谢辞 (30)双MSP430单片机结构数字涡街流量计摘要：鉴于现有涡街流量计具有的优势以及存在的不足，本课题研究并且实现了一台数字涡街流量计。
该数字涡街流量计采用了双MSP430单片机的硬件结构，在低流速小流量的情况下，由MSP430F1611单片机实现频谱分析算法来计算涡街信号频率，有效地克服了模拟涡街在小流量下测量精度不高甚至不能测量的问题，以及具有常规模拟涡街在高信噪比的情况下测量准确、实时性好的优点。
关键词：涡街流量计、脉冲输出、电流输出、MSP430、流量下限1 引言1.1涡街流量计概述涡街流量计属旋涡流量计类型，它是利用流体振荡的原理进行流量测量。
当流体流过非流线型阻挡体时会产生稳定的旋涡，旋涡的产生频率与流体流速有着确定的对应关系，测得频率的变化，就可以得知流体的流量。