基于正交算法科里奥利质量流量计的设计

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科里奥利质量流量计可直接测量质量流量,由于其优良的特性,已广泛的应用在各个工业领域,是当前发展最快的流量计。传统的科里奥利质量流量计基于模拟系统进行测量存在较大误差,当代通用科里奥利质量流量计多以数字信号处理器件为核心,采用数字信号处理的方法进行测量,在克服噪声干扰、提高测量精度方面都有很大的提高。随着技术的提高,科里奥利质量流量计性能不断完善,但其在某些领域中仍有不足,例如在低密度气体测量中,灵敏度低和实时响应不够及时等。因此越来越多的公司和科研机构开始研究新型的科里奥利质量流量计,其中采用FPGA进行测量是一个新趋势。本文首先介绍了科里奥利质量流量计的组成和原理,概括了国内外的发展现状。其次,基于国内外文献和专利对各种信号处理的方法进行了研究,采用自适应格型陷波器和正交解调算法现结合的数字信号处理方法,并对该算法进行了仿真和实际测量验证。为了建立以FPGA为核心的科里奥利质量流量计,对该算法进行建模和仿真,并完成以FPGA为核心的硬件系统开发和调试工作。最后,采用FPGA完成了对科里奥利质量流量计的软件设计,主要包括A/D采样控制模块、频率计算模块、相位差计算模块和串口发送模块等。
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