數字信號處方法去除渦街流量計信號中噪聲的干擾

     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，工業現場的噪聲是普遍存在的，這些噪聲信號包括管道內流動介質的湍流、脈動、流場的不穩定及不均勻性對渦街發生體施加不規則的附加作用力而產生的流體流動噪聲。當規則渦街產生后，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，造成渦街發生體上產生附加的慣性應力，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，使測量結果產生較明顯的誤差。所以，選用適當的數字信號處方法去除信號中噪聲的干擾，zui大程度的復現流速信號，是進行渦街信號處理的主要任務。