[发明专利]一种科氏流量计数字驱动方法

说明书

本发明公开了一种科氏流量计数字驱动方法，包括：使科氏流量计处于零驱动状态以固有频率做自由衰减振动；获得科氏流量计的固有频率，基于固有频率获得驱动信号的频率，利用驱动信号驱动科氏流量计振动，并记录科氏流量计处于驱动状态下的持续振动时长T1；采集科氏流量计的振动信号，计算获得科氏流量计的振动频率f和振动幅值A；基于A和T1判断科氏流量计的固有频率是否发生变化，若发生变化则重新计算固有频率，并以新的固有频率产生新的驱动信号进行驱动，本方法可有效跟踪科氏流量计固有频率变化，驱动科氏流量计稳幅振动，并能在科氏流量计因外力因素停振后，驱动科氏流量计重新起振工作，有利于提高科氏流量计的工作效果。

技术领域

本发明涉及仪器仪表领域，具体地，涉及一种科氏流量计数字驱动方法。

背景技术

科里奥利质量流量计(以下简称科氏流量计)是一种直接式质量流量计，其测量精度高、重复性好、应用广泛。科里奥利质量流量计中的主要部件为流量管，驱动流量管稳幅振动是科氏流量计的关键技术，根据驱动信号产生的不同方式，驱动方案可分为模拟驱动、半数字驱动与数字驱动三种。由于数字驱动启振快、幅值跟踪能力强，优于模拟驱动和半数字驱动，是当前的研究热点，现有技术中的科氏流量计数字驱动方案如图1示。

数字驱动首先通过自激信号启振流量管，当振动幅值到达一定时，打开启振开关，停止激励，进入零驱动状态，此时流量管处于自由衰减状态；然后采用衰减信号参数估计算法获取流量管固有频率，如文献Zielinski T P and Duda K. Frequency and dampingestimation methods – an overview [J]. Metrology and Measurement Systems,2011, XVIII: 505-528.，介绍了多种衰减信号参数估计算法，可用于获取流量管固有频率；最后利用获取到的固有频率作为驱动信号频率，并结合文献：李祥刚,徐科军.科氏质量流量管非线性幅值控制方法研究[J]. 电子测量与仪器学报, 2009, 23(6):82-86.中的非线性幅值控制算法，驱动流量管稳幅振动。

该方案存在缺陷：初始化时，通过零驱动模式，可以准确得到流量管固有频率，但当流量管固有频率发生改变时，检测到的激励频率(驱动频率)和固有频率不再匹配，影响驱动效果，甚至可能导致科氏流量计停振，无法工作。

发明内容

为驱动科氏流量计流量管稳幅振动，提升驱动效果，提出一种科氏流量计数字驱动方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种科氏流量计数字驱动方法，所述方法包括：

步骤1：产生第一瞬时激励信号输入科氏流量计，使所述科氏流量计处于零驱动状态以固有频率做自由衰减振动产生第一衰减信号；

步骤2：基于所述第一衰减信号获得所述科氏流量计的第一固有频率，基于所述第一固有频率获得第一驱动信号的频率，利用所述第一驱动信号驱动科氏流量计振动，并记录科氏流量计处于驱动状态下的持续振动时长T1；

步骤3：采集所述科氏流量计的振动信号，基于所述振动信号计算获得科氏流量计的振动频率f和振动幅值A；