數(shù)字信號處方法去除渦街流量計信號中的干擾

     理想情況下，渦街流量計的輸出信號應該是正弦波，其頻率與流體的流速成正比。然而，工業(yè)現(xiàn)場的噪聲是普遍存在的，這些噪聲信號包括管道內(nèi)流動介質(zhì)的湍流、脈動、流場的不穩(wěn)定及不均勻性對渦街發(fā)生體施加不規(guī)則的附加作用力而產(chǎn)生的流體流動噪聲。當規(guī)則渦街產(chǎn)生后，在工作信號上會迭加一種1 /5 到1 /10 渦街頻率的流體低頻擺動噪聲，或輸送流體的管道偶爾受到外力撞擊，會產(chǎn)生隨機振動噪聲; 以及各種動力源，如水泵、壓縮機等的振動由管道傳遞到傳感器上，造成渦街發(fā)生體上產(chǎn)生附加的慣性應力，形成的振動噪聲。因此，實際的渦街傳感器的輸出信號遠非理想的正弦波信號，而是一個混有強噪聲的混合信號，它是由兩部分信號組成: 一是流速產(chǎn)生的渦街信號S( t) ，二是干擾引起的噪聲信號N ( t) ，即實際的渦街信號Y ( t ) = S ( t ) + N ( t) ，其中噪聲信號中又含有確定性分量和隨機分量。隨機分量可認為是服從高斯分布的白噪聲信號，而確定性分量是由流體低頻擺動或動力源振動引起，獨立于渦街信號，可由另一個正弦信號來模擬。

 因此，渦街傳感器的輸出信號Y( t) 可以用下面的式子近似表示：Y( t) = Ao sin( 2πfo t + Qo) + A1 sin( 2πf1 t + Q1) + d ( 1)式中: Ao，fo，Qo分別表示渦街信號S( t) 的幅值、頻率和初始相位，A1，f1，Q1分別表示噪聲信號N( t) 中諧波干擾分量的幅值、頻率和初始相位; d 表示噪聲信號N( t) 中的高斯分布白噪聲會疊加在渦街信號中，使測量結果產(chǎn)生較明顯的誤差。所以，選用適當?shù)臄?shù)字信號處方法去除信號中噪聲的干擾，zui大程度的復現(xiàn)流速信號，是進行渦街信號處理的主要任務。