小波变换在电磁流量信号处理中的应用.pdf

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1、小波变换在电磁流量信号处理中的应用张晶晶，等ApplicationofWaveletTransforminSignalProcessingforElectromagneticFlowMeasurement绻品品纠钦事(中国计量学院计量测试工程学院，浙江杭州310018)摘要：为有效抑制电磁流僮汁测量过程巾产生的1：扰，提岛测锗的精确度和稳定性，提出了基于Haar小波的软件滤波方法。，该方法基j二小波消噪原理，时强噪声{：扰卜的电磁流量信号进行r分析，并J越J}{Matlab中的小波J：具箱对所提出的Haar小波滤波方法进行r仿真研究，

2、，试验结果表明，这种方法能较好地抑制电磁流量信哆I}I的各种噪声十扰，从lfli提高电磁流量计的测量精度。关键词：电磁流量计传感信号噪声H删’小波滤波Matlab仂真中图分类号：TH814文献标志码：AAbstract：Tbeffectivelyrestraintheinkrferenceinelectromagneticflowmeasurementandenhancetheaccuracyandstabilityofthemeasurement，the80ftwin'efilteringmethodbasedonHaarwavel

3、etispn,lxmed．InaccorcIaIlt：ewifl,thewaveletde—noisingprincipleofwavelet，thesignalsofelectromagnetic．flowmeasurementunderheavynoisinginterferenceareanalyzedbythismethod．ByadoptingthewavelettoolboxofMatlM)，theHaarwaveletfilteringmethodisresearchedbysimulahon．"llaeexperime

4、ntalresulU‘showthatthismethodwelleliminatesvariousnoisinginterferencesinelectromagneticflowmeasurementamienhancesthemeasurementaccuracyofelectromagnetictlowmeter．Keywords：Electromagnetk：flowmeterSensingsjgmdNoiseHaarwaveletFilteringMatlabsimulation0引言电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律

5、测量管内导电介质体积流壁的感应式仪表。它具有耐腐蚀性强、能耗低、可靠性好和测量范闱广等优点，被广泛应用于石油、化T、冶金、造纸等jj业。随着科学技术的口益发展，各行各业对流量计的测量精度和稳定性的要求越来越高⋯。由一r受到电磁流量汁1：f4-原理的限制，微弱的传感信号往往被湾没在复杂的干扰信号中心。J。因此，如何将流量信号与各种十扰信号有效分离是进一步提高电磁流缝计测量精度的天键。在信号处理电路中。通常配置有模拟低通滤波器，以滤除电磁流量计产生的高频干扰。由于模拟滤波器抑制噪声的能力与其动态凋节特性足相互矛盾的，H硬件电路本身处理不当

6、必然会引入电路噪声。针对硬件滤波的这个缺点，本文提jn了一种软件滤波方法——小波滤波。该方法将信号中各种不同频率成分分解到互不重叠的频带上，为信号滤波、信噪分离和特征提取提供了有效途径。同时，该滤波方法的浙江省重点科技创新团队基金资助项目(缟号：2009R50口泓)。修改稿收到日期：2011一05—30。第一作者张晶晶(1985一)，女。现为中国计量学院；奠4试计量技术及仪器专业在读硕士研究生；主要从事电磁流量计方面的研究。《自动化仪表》第33卷第1期2012年1月软件滤波器响应特性町以在线动态调整。在电磁流量传感信号处理过程中，该方

7、法具有模拟滤波器无法比拟的灵活性。l电磁流量信号及其噪声电磁流量传感器是根据法拉第电磁感应定律设计的，它能够把流速(流量)信号线性地转换成感应电动势的电压信号。在理想情况下，被测流体可以看作是在管道中作切割磁力线运动的导体。感应电动势E的表达式为：耻警=警=B警=跏(1)式中：曰为磁感应强度，T；A为磁通量变化的面积，m2；D为导体长度，m；／为运动的距离，m；v为运动速度，m／s；E为感应电动势，V。由式(1)可知，导体两端产生的感应电动势E。的大小分别与磁感应强度日、导体的长度D以及导体的运动速度秽成正比。在现有的电磁流量计中，交

8、流低频矩形波励磁方式已成为主要的励磁方式。在导体长度和流体流动速度一定的情况下，电磁流量传感器采集的流量信号正比于励磁信号。由于流量信号由励磁磁场感应，故流量信号与励磁电流的频率、波形基本～致。21小波变换在电磁流量信号