渦街流量計(jì)消除輸出信號(hào)的斷續(xù)現(xiàn)象

    頻譜分析法是按能量zui大原則，即把FFT計(jì)算出來(lái)的功率譜中能量zui大的頻率值作為渦街頻率。但是，由于干擾的存在，不得不設(shè)置一個(gè)zui小截止幅值（min_amp ）來(lái)限制小幅值干擾信號(hào)，即當(dāng)FFT計(jì)算幅值低于zui小截止幅值時(shí)，流量計(jì)輸出為0，從而提高抗*力；而由于信號(hào)質(zhì)量、對(duì)采樣信號(hào)加窗、FFT非整周期采樣等原因，導(dǎo)致FFT計(jì)算幅值會(huì)有波動(dòng)。當(dāng)流量在流量計(jì)下限附近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)FFT計(jì)算幅值低于zui小截止幅值的情況，這將導(dǎo)致流量計(jì)輸出出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。

    流量計(jì)斷續(xù)問(wèn)題主要是由于偶爾幾次的FFT計(jì)算幅值低于zui小截止幅值所致。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在流量計(jì)可測(cè)流量范圍內(nèi)一般不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)幾次FFT計(jì)算幅值均小于zui小截止幅值的情況，所以在碰到FFT計(jì)算幅值低于zui小截止幅值時(shí)不是直接輸出0，而是將0放入隊(duì)列Q1。在計(jì)算平均頻率以前先對(duì)隊(duì)列Q1中zui近的N（N可取3～4 ）個(gè)值進(jìn)行判斷，如果N個(gè)值全部為0，則流量計(jì)輸出為0，否則繼續(xù)做平均計(jì)算，將平均值作為流量計(jì)的輸出頻率，這樣就可以解決輸出斷續(xù)的問(wèn)題。

渦街流量計(jì)解決輸出信號(hào)的波動(dòng)問(wèn)題

    在小流量的時(shí)候渦街流量計(jì)信號(hào)微弱，信噪比降低，信號(hào)質(zhì)量比較差，頻譜分析得到的渦街頻率波動(dòng)比較大。特別是小口徑渦街流量計(jì)，由于傳感器安裝等原因，這種現(xiàn)象更為明顯。圖4中，曲線1為15口徑渦街流量計(jì)在下限頻率附近，每次FFT計(jì)算得到的渦街頻率；曲線2為40口徑離下限頻率比較遠(yuǎn)時(shí)每次FFT計(jì)算后得到的渦街頻率?？梢?jiàn)，曲線1波動(dòng)較大，數(shù)值約為30Hz。此時(shí)，即便采取平均措施，也無(wú)法使輸出頻率值穩(wěn)定。

圖4　不同口徑FFT后得到的頻率曲線

    波動(dòng)問(wèn)題主要是由于信號(hào)較差，每次FFT計(jì)算出的頻率值偏差太大所造成的。所以，首先必須保證隊(duì)列Q1中的所有頻率值在可信范圍內(nèi)，即在流量沒(méi)有突變的情況下，隊(duì)列Q1中的頻率值不能與前次輸出頻率差得太多。為此，可以設(shè)置一個(gè)頻率允許跳動(dòng)范圍的限幅值。當(dāng)計(jì)算的頻率值超出范圍時(shí)，不是簡(jiǎn)單地將這個(gè)值去掉，而是用zui近一次的輸出頻率加上限幅值來(lái)代替這個(gè)值。這在某種程度上能保留反映流量變化趨勢(shì)的部分信息。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以根據(jù)fre_limit來(lái)設(shè)置這個(gè)限幅值。

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