[发明专利]流量计滤波系统和方法

说明书

本申请是申请人微动公司于2003年9月5日提交的发明名称为“流量计滤波系统和方法”的中国专利申请NO.03827035.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及从流量计信号中除去噪声的领域，并且特别涉及从流量计信号中除去诸如串扰噪声之类的周期性噪声。

背景技术

流量计被用于测量流动物质的质量流速、密度和其它信息。所述流动物质可以包括液体、气体、组合的液体和气体、液体中悬浮的固体以及包含气体和悬浮固体的液体。例如，流量计被广泛用于石油和石油产品的井生产和加工。流量计可被用于通过测量流速(即通过测量经过所述流量计的质量流量)来确定井生产，并且甚至可被用于确定流的气体和液体成分的相对比例。

在生产或加工环境中，通常使多个流量计连接至相同生产流水线和/或以来自一个流量计的振动可到达另一个流量计的方式来安装多个流量计。尽管这导致有效地测量流量，但是所述多个流量计可以以串扰噪声的形式互相干扰。串扰是在来自第一流量计的流量计信号影响并破坏来自第二流量计的流量计信号时的现象(反之亦然)。在流量计环境中的串扰噪声通常是相对较大的、典型地不快于1赫兹(Hz)的慢动信号。所述噪声可降低所述流量计信号的精确度，并且可导致极其大的指示流量误差。此外，噪声可因其它因素和其它源而发生。

图1是随着时间的过去所量出的流量计输出信号的曲线图。该图示出流量计信号如何受其它流量计的影响。图中的时段101和103示出在三个流量计正在产生输出时的一个流量计信号，因此另两个流量计在当前流量计输出中产生串扰噪声。时段102是在只有一个别的干扰流量计在运行时的一个流量计信号。注意，在整个曲线图中所产生的噪声在幅度和频率上都发生变化。

现有技术已经试图通过使用诸如高通滤波之类的传统滤波技术来处理噪声和串扰噪声。然而，由于在串扰噪声和实际流量计数据之间相对较小的频率差，以及由于流量计所输出的低频率数据信号，所以在不使流量计数据变差的情况下难于除去噪声。

发明内容

本发明有助于解决从流量计信号中除去噪声的上述问题。

提供一种依据本发明的实施例的流量计滤波系统(200)。所述流量计滤波系统(200)包括噪声通过(pass)滤波器(203)，其被配置以接收流量计信号的第一版本(version)，并且从所述流量计信号中滤出所述流量计数据以剩下噪声信号。所述流量计滤波系统(200)进一步包括噪声计量器(quantifier)(204)，其被配置以接收来自所述噪声通过滤波器(203)的噪声信号，并且测量所述噪声信号的噪声特征。所述流量计滤波系统(200)进一步包括阻尼整器(205)，其被配置以接收来自所述噪声计量器(204)的噪声特征，并且基于所述噪声特征来产生阻尼值。所述流量计滤波系统(200)进一步包括滤波器元件(206)，其被配置以接收所述流量计信号的第二版本以及接收来自所述阻尼调整器(205)的阻尼值，所述滤波器元件(206)被进一步配置以基于所述阻尼值来阻尼所述流量计信号的第二版本，以便产生滤波的流量计信号。

提供一种依据本发明的实施例的从流量计信号中除去噪声的方法。所述方法包括下列步骤：接收所述流量计信号，如果所述流量计信号基本上是静态的，则将大阻尼值应用至所述流量计信号以便产生滤波的流量计信号，以及如果所述流量计信号正在经历一个转变，则将小阻尼值应用至所述流量计信号以便产生滤波的流量计信号。

提供一种依据本发明的实施例的从流量计信号中除去噪声的方法。所述方法包括下列步骤：接收所述流量计信号，从所述流量计信号的第一版本中基本上滤出噪声信号，测量所述噪声信号以得到噪声特征，根据所述噪声特征来确定阻尼值，所述阻尼值被选择以从所述流量计信号中基本上除去所述噪声信号，以及使用所述阻尼值从所述流量计信号的第二版本中基本上阻尼掉(dampout)所述噪声，以便产生滤波的流量计信号。

本发明的一个方面包括：在所述阻尼之前将所述流量计信号从原始值归一化为归一化值，以及将所述阻尼步骤的滤波的流量计信号基本上定标(scale)回到原始流量计信号幅度。

在本发明的另一个方面中，所述方法确定在所述流量计信号的第二版本和滤波的流量计信号之间的误差值，以及将所述误差值反馈到所述阻尼值的确定中，其中所述误差值被包含在所述阻尼值的确定中。

在本发明的另一个方面中，所述噪声通过滤波器和所述滤波器元件包括数字滤波器。

在本发明的另一个方面中，所述噪声通过滤波器和所述滤波器元件包括无限冲激响应(IIR)数字滤波器。