波变换与FFT算法在涡街信号处理中的应用

涡街流量计作为一种新的速度型流量计，因其具有量程相对较宽、准确度高、压力损失下等优点，今年来发展迅速，已跻身于通用流量计之列。涡街流量计由传感器和二次仪表组成，传感器输出信号的频率与流体的流速成正比，二次仪表（处理系统）通过检测频率，就可测得体积流量。在理想情况下，涡街传感器的输出信号是正弦波。但是在测量现场，由于各种噪声的影响，使得传感器输出信号中含有各种噪声，波形变得不规则。因此从包含噪音的涡街信号中准确的提取涡街信号，成为我们研究的***。国内外学者提出采用数字信号处理方法处理涡街传感器信号。

通过分析涡街流量计传感器输出信号的特点以及产生干扰噪声的机理，可知在低流速情况下涡街信号会被干扰噪声所淹没，给提取涡街信号频率造成困难，普遍方法甚至无法准确的提取出主频率。本公司提出小波变换及FFT算法相结合的方法，利用提出的新方法对涡街流量计输出信号进行处理。

涡街流量计的输出信号首先经过一个电荷放大器，弱信号放大，并将高输出阻抗变低。经过模拟的抗混叠滤波器，去掉部分高频干扰。在经过A/D，送入数字信号处理系统。在数字信号处理系统处理过程中，首先将所有数据进行一次数据平滑过程，即用相邻的数据经过加权平均产生一个新的数据（数据平滑可以提高计算的精度），对平滑后的数据进行小波变换，也就是让数据通过一系列的低、高通数字滤波器，将含有噪声的涡街信号分解到各频带。根据涡街流量计测量原理，漩涡的分离频率在一定的雷诺数范围内与通过管道的流体流量成线性关系，涡街信号的幅度与通过管道的流体流量的平方成正比。

然后对涡街传感器的输出信号进行小波变换分析，将干扰噪声与流量主频率所在的频段分开，根据频率与幅值的关系确定信号所在的频段。频段确定后在对该频段进行FFT谱分析法处理，提取涡街流量的主频率。但是通过WATLAB仿真发现非整周期采样对计算结果的影响很大，因此采用***法频谱校正，可以有效的提高频谱估计精度。

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