涡街流量计智能技术的应用与原理 三十二

§5．2．1．1高低通滤波

高通滤波采用Butterworth滤波器处理，先将高通滤波器的技术指标转换成模拟低通滤波器的技术指标，并以此设计出相应的低通滤波器，然后再依据频率转换关系变成所要设计的高通滤波器。

值得注意的是该种数字滤波器不能滤除频率高于采样频率二分之一的干扰信号，例如，

采样频率为20kHz，则它不能滤去10kHz以上的干扰信号。由于涡街频率一股在lOHz到几kHz之间，故该采样频率能满足低通滤波要求。

§5．2．1．2中位数滤波

由于带通滤波后还存在丰富的尖脉冲干扰，我们进一步采用中位数滤波法对波形进行处理，以使之平滑。

中位数滤波又称为中值滤波，简称脏，是一种特殊的非线形滤波，它是有序统计滤波的一种特例。它的最大优点是能保持信号的高频成分，同时还能在一定程度上滤除噪声，对频谱尾部较重的噪声，中位数的滤波效果比线性滤波器要好。

由于中位数滤波法有“带通”、“带阻”现象，该滤波法的关键在于窗的选取。对于脉冲噪声，很明显，只要选择窗的长度至少是脉冲宽度的两倍，则脉冲噪声就能完全被滤除；当然窗的选取也不宜过宽，否则将损失有用波形。

§5．2．2实验与结果分析

该装置包括鼓风机、气流管道、阀门、涡街流量计、A／D转换卡，计算机。采用内径为25mm的气体涡街流量检测装置，涡街信号经过电荷转换放大器，一路经低通滤波器、限幅器、史密特整形器直接进行脉冲计数计频：另一路信号经适当放大和A／D转换后通过数字信号采集系统进行滤波后计频。

试验中，通过击打管道产生干扰，干扰的效果取决于击打的力度、击打的位置及击打频率等因素。

§5．2．2．1涡街信号的A／D转换

实验中采用PCL一818L型多功能A／D转换卡。PCI。一818L是一种高性能的逐渐逼近型多功能数据采集卡。适用于数字获取，过程控制，自动测试和工厂自动化。所用到的特性如下：

①16个单端模拟输入通道或8个双端输入，可跳线选择；

②符合工业标准的12位A／D转换。最大的A／D采样频率为40KHz(DMA模式)每一通道可采用不同增益。均可软件编程；

③软件可选择模拟输入范围。由采集卡的JP7脚跳线决定两种范围，±1OV，±5V，±2．5v，±1．25V或者±5V，±2．5V，±1．25V，±O．625V；

④可通过编程控制、中断处理程序和DMA实现A／D转换；

⑤INTEL 8254可编程计时器／计数器提供触发频率从0．00023Hz至2．5MIqz。

PCL-818L模拟量采集特性：

通道：2个单端通道，一个提供给脉冲量，一个提供给正弦量

结果：12位

输入范围：±5V，±2．5V，±1．25V，±0．625V或者±10V，±5V，±2．5V，±1．25V(所有输入范围是可编程的)

转换速率：最大40KHz

精确度：0.01％／位

触发模式：软件触发，外部触发，内部触发

数据转换：编程控制，中断控制及DhIA

JP6跳线选择L6个单端模拟输入通道或8个双端输入，本实验采用的是双端输入跳线。

]P7跳线选择A／D转换的输入电压范围，本实验采用的是±5V，±2．5V，±1．25V，±0．625V。

(A／D接入口设计

模拟信号的输入接口为一个DB一37型接口，由于设置为双端输入模式，其接口的l脚和20脚、2脚和19脚分别为高低电平输入端。前者接正弦量，后者接脉冲量。

PCL81．8L寄存器设置

PCL818L编程的关键在于理解16个寄存器的功能，它们的地址是卡的基本地址+寄存器号，如寄存器7的地址为300h+7h=307h。

DMA数据传输方式的A／D采样

采样程序先设置A／D卡的初始化参数，即程序中PARAM口中参数的设置，其中包括I／o地址设置，通道设置(为0和1两通道)，采样频率设置，触发方式设置，A／D转换起始通道、结束通道设置，模拟量输入范围设置等等。

在设置好参数后，开始检测硬件(Function 3)；硬件检测成功后初始化A／D卡(Function4)，即将设置好的参数写入A／D卡；而后启动A／D卡的触发器，其中包括DMA触发器的启动(Function 6)和触发器状态检测(Function 7)；随后可以读出A／D转换后的数据，从而完成数据的采集和存储。

详情请浏览公司网站的产品中心 http://www.dlysys.com/  涡街流量计