科里奥利质量流量计信号处理技术的研究

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科里奥利质量流量计(CMF)具有两大优势:直接测量质量流量;并行地测量流体密度。然而其高科技附加值高,核心技术掌握在少数几家大公司内,因而其价格一直居高不下。此外在国外CMF产品质量和性能都相当好的情况下,国内只有少数几家厂家能生产而且质量性能都大打折扣。根据相关文献也发现国内针对CMF的研究仍然多半停留在仿真分析阶段。本文针对这种情况对CMF做了从振动原理、驱动技术到信号测量的比较全面的原理性研究和实验。本文首先简要论述了本课题的研究背景、国内外现状,由此引入本课题的研究意义,并且简单说明了CMF的基本原理、组成和分类以及本课题的主要内容和本论文的结构。第2章对CMF的运动形态、驱动技术、测量原理和测量技术做了较详细的理论介绍和数学推导,同时穿插介绍了本课题实验系统各个部分的基本设计和实现,意在论述用本实验系统对CMF进行原理性研究的可行性。第3章对本实验系统的驱动模块的设计和软硬件构成作了详细的介绍,驱动模块的核心是用波形合成法生成正弦信号,并用这个正弦信号控制电磁装置以生成交变的电磁力来激振装置并使其能够稳定地做简谐振动。这一章是按照其硬件构成和软件设计两大部分进行的介绍。第4章对本实验系统的测量模块的设计和系统构成作了详细的介绍,测量模块要实现信号采集、信号处理和测量的功能。测量主要是对两路振动信号的相位差的测量,本课题中采用的测量方法基于矢量内积理论,因此首先对矢量内积理论做了介绍。这一章则同样是按照其硬件构成和软件实现两大部分分别说明的模式进行介绍。第5章结合上位机给出了相关实验数据、波形和数据分析,实验部分按照驱动实验、测量实验两部分的独立实验进行描述,驱动实验主要给出不同频率下振动的波形以及信号的幅度控制字,测量实验包括两个部分:标准信号的算法验证和振动信号的测量。最后在第6章为结论和展望部分,对本课题所做工作以及存在的问题做了总结,并对CMF研究的问题和方向做了展望。
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