数字信号处方法去除涡街流量计信号中噪声的干扰

     理想情况下，涡街流量计的输出信号应该是正弦波，其频率与流体的流速成正比。然而，工业现场的噪声是普遍存在的，这些噪声信号包括管道内流动介质的湍流、脉动、流场的不稳定及不均匀性对涡街发生体施加不规则的附加作用力而产生的流体流动噪声。当规则涡街产生后，在工作信号上会迭加一种1 /5 到1 /10 涡街频率的流体低频摆动噪声，或输送流体的管道偶尔受到外力撞击，会产生随机振动噪声; 以及各种动力源，如水泵、压缩机等的振动由管道传递到传感器上，造成涡街发生体上产生附加的惯性应力，形成的振动噪声。因此，实际的涡街传感器的输出信号远非理想的正弦波信号，而是一个混有强噪声的混合信号，它是由两部分信号组成: 一是流速产生的涡街信号S( t) ，二是干扰引起的噪声信号N ( t) ，即实际的涡街信号Y ( t ) = S ( t ) + N ( t) ，其中噪声信号中又含有确定性分量和随机分量。随机分量可认为是服从高斯分布的白噪声信号，而确定性分量是由流体低频摆动或动力源振动引起，独立于涡街信号，可由另一个正弦信号来模拟。

 因此，涡街传感器的输出信号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分别表示涡街信号S( t) 的幅值、频率和初始相位，A1，f1，Q1分别表示噪声信号N( t) 中谐波干扰分量的幅值、频率和初始相位; d 表示噪声信号N( t) 中的高斯分布白噪声会叠加在涡街信号中，使测量结果产生较明显的误差。所以，选用适当的数字信号处方法去除信号中噪声的干扰，zui大程度的复现流速信号，是进行涡街信号处理的主要任务。