[发明专利]一种基于DSP的数字化智能涡街流量计及其计量方法

权利要求书

1.一种基于DSP的数字化智能涡街流量计，包括信号检测模块、信号输出模块、人机接口模块和电源模块，其特征在于，所述信号检测模块包括涡街信号检测电路和干扰检测电路；所述智能涡街流量计还包括频谱分析模块，所述频谱分析模块包括：

模数转换单元，用于将所述信号检测模块输出的两路检测信号转换为数字信号；

数字带通滤波单元，用于对所述模数转换单元输出的数字信号进行带通滤波；

插值FFT计算单元，用于对所述数字带通滤波单元输出的滤波后的数字信号进行频谱分析，得到所述信号检测模块两路检测信号的谐波的频谱信息；

智能算法规则单元，用于比较所述两路检测信号的谐波的频谱信息，提取涡街信号的频率。

2.根据权利要求1所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计，其特征在于：所述智能涡街流量计还包括与频谱分析模块相连的监测模块，所述监测模块为看门狗电路。

3.根据权利要求1所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计，其特征在于：所述智能涡街流量计还包括与频谱分析模块相连的参数存储模块。

4.根据权利要求1，2，3任一权利要求所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计，其特征在于：所述涡街信号检测电路和干扰检测电路的硬件电路均包括传感器，电荷放大器和预滤波电路，所述传感器为压电传感器。

5.根据权利要求1所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计，其特征在于：所述频谱分析模块为数字信号处理器DSP。

6.根据权利要求1所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计，其特征在于：所述数字化智能涡街流量计，还包括稳压电路，所述稳压电路包括一个稳压器，用于将所述电源模块输出的参考电压转变为所述模数转化模块的输入电压。

7.一种基于DSP的数字化智能涡街流量计量方法，其特征在于，包括步骤：

（1）、分别对涡街信号和干扰信号进行检测获得两路检测信号；

（2）、对检测出的两路检测信号进行采样，转变为数字信号；

（3）、对数字信号进行滤波，做基于幅值的插值FFT，得到两路检测信号的谐波的频谱信息；

（4）、比较两路检测信号的谐波的频谱信息，通过智能算法规则提取涡街信号的频率；

（5）、经过换算输出流量计量信息。

8.根据权利要求7所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计量方法，其特征在于，所述谐波的频谱信息包括谐波的幅值平均值、谐波的幅值以及谐波的频率索引值。

9.根据权利要求8所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计量方法，其特征在于，所述步骤（3）包括步骤：

（3.1）、对数字信号进行滤波，对滤波后数字信号作FFT，存储相应的谐波的频谱信息，存储数组的第一个就是谐波幅值平均值；

（3.2）、通过频谱确定主瓣，找到主瓣内的幅值最大值谱线，记录其幅值信息X1和频率索引值K1；

（3.3）、找到频率索引值为(K1-1)、(K1+1)所对应的谱线，这两条谱线中幅值更大的谱线记录为次大值谱线，其幅值为X2，频率索引值为K2；

（3.4）、通过X1和X2计算得到频率索引值修正参数δ，具体计算如下：

δ=X2X1+X2;]]>

（3.5）、最后由修正参数δ和K1可以得到主频信号的频率索引K，具体计算如下

K＝K1±δ。

10.根据权利要求9所述的基于DSP的数字化智能涡街流量计量方法，其特征在于，假定A1为涡街信号支路谐波幅值最大值，A2为干扰信号支路谐波幅值最大值，F1为涡街信号支路谐波幅值最大值对应谱线的频率索引值，F2为干扰信号支路谐波幅值最大值对应谱线的频率索引值，Aa1为涡街信号支路幅值平均值，Aa2为干扰信号支路幅值平均值，F为最终涡街信号主频频率索引值，则所述步骤（4）包括步骤：

(4.1)比较两路检测信号的谐波幅值最大值，若A1<A2，表示测量出现异常，为非法数据，涡街流量计提出异常警告，并放弃此次的测量结果；若A1≧A2，则进入下一步；

(4.2)判断两路检测信号的谐波幅值最大值A1与A2是否相等，若相等则继续比较两路谐波的幅值平均值，若Aa1=Aa2，则可判断涡街信号支路为空管，结束；若Aa1≠Aa2，则将F1、F2所对应谱线的幅值归零，重新返回步骤（4.1）；若A1>A2，则进行下一步；

(4.3)比较F1与F2，若F1≧F2，则判断涡街信号的频率索引值为F1；否则表示测量出现异常，为非法数据，涡街流量计提出异常警告，并放弃此次的测量结果。