《信息化与工业化两化融合研究与应用丛书》序

前言

第1章 涡街流量传感器信号建模和信号处理方法

 1.1 涡街流量计简介

 1.2 涡街流量传感器信号建模

1.2.1 涡街流量信号模型

1.2.2 机械振动噪声信号模型

1.2.3 小结

 1.3 涡街流量传感器信号处理方法

1.3.1 国内外研究现状

1.3.2 功率谱分析方法

1.3.3 自适应陷波滤波方法

1.3.4 小波变换方法

 1.4 抗强振动干扰方法

1.4.1 基于单传感器的抗强干扰方法

1.4.2 基于双传感器的抗强干扰方法

 参考文献

第2章 涡街流量传感器信号处理系统

 2.1 基于DSP的数字信号处理系统

2.1.1 一体式系统

2.1.2 分体式系统

2.1.3 关键问题处理

2.1.4 实验结果

 2.2 基予MCU的低功耗信号处理系统

2.2.1 频谱分析与带通滤波器相结合的系统

2.2.2 全FFT的信号处理系统

2.2.3 电池供电的信号处理系统

 参考文献

第3章 科氏质量流量传感器信号建模与信号处理

 3.1 科氏质量流量计简介

3.1.1 工作原理

3.1.2 组成

 3.2 科氏质量流量传感器输出信号模型

3.2.1 输出信号特点

3.2.2 输出信号建模

 3.3 科氏质量流量传感器信号处理方法

3.3.1 基于DFT的方法

3.3.2 基于正交解调的方法

3.3.3 基于数字锁相环的方法

3.3.4 基于自适应陷波滤波与SGA相结合的方法

3.3.5 基于自适应陷波滤波与负频率修正的DTFT相结合的方法

3.3.6 基于数字式过零检测方法

3.3.7 面向复杂流量的处理方法

 参考文献

第4章 科氏质量流量管建模与驱动方法

 4.1 科氏质量流量管模型

4.1.1 时不变数学模型

4.1.2 时变数学模型

 4.2 驱动方法

4.2.1 驱动系统原理

4.2.2 驱动信号

4.2.3 模拟驱动

4.2.4 半数字驱动方法

4.2.5 全数字驱动方法

 参考文献

第5章 科氏质量流量变送器

 5.1 变送器方案

5.1.1 硬件功能框图

5.1.2 工作过程

 5.2 变送器硬件

5.2.1 信号调理与采集

5.2.2 温度补偿

5.2.3 DSP芯片

5.2.4 电源管理模块

5.2.5 模拟输出和脉冲输出模块

 5.3 变送器软件

5.3.1 系统功能与DSP资源分配

5.3.2 软件总体框图

5.3.3 主监控程序

5.3.4 初始化模块

5.3.5 中断模块

5.3.6 信号采集模块

5.3.7 算法模块

5.3.8 输出模块

5.3.9 人机接口

5.3.10 看门狗模块

5.3.11 保证算法精度措施

 5.4 实验测试

5.4.1 电信号测试

5.4.2 实验标定

 参考文献

第6章 正弦励磁下电磁流量传感器信号建模和信号处理

 6.1 电磁流量计工作原理与传感器信号模型

 6.2 两步参数辨识方法

 6.3 实验建模及模型验证

6.3.1 实验

6.3.2 模型辨识

6.3.3 模型验证

6.3.4 小结

 6.4 正交解调信号处理方法

6.4.1 信号处理方法基本原理

6.4.2 实验结果

 参考文献

第7章 方波励磁下电磁流量传感器信号建模和信号处理

 7.1 方波励磁系统

7.1.1 励磁控制方案与原理

7.1.2 基于线性电源的励磁恒流控制系统

7.1.3 基于高低压电源切换的双环恒流励磁控制系统

 7.2 电磁流量传感器信号建模

7.2.1 定性分析

7.2.2 信号构造

7.2.3 实验研究

7.2.4 统计建模

 7.3 电磁流量传感器信号处理

7.3.1 梳状带通滤波方法

7.3.2 浆液处理算法

 7.4 基于DSP的数字信号处理系统

7.4.1 系统设计方案

7.4.2 系统硬件研制

7.4.3 系统软件设计

7.4.4 上位机监控软件设计

 7.5 实验研究

7.5.1 流速模拟器标定实验

7.5.2 水流量标定实验

7.5.3 浆液流量测量实验

7.5.4 小结

 参考文献

流量是过程检测中最为复杂的被测量之一。流量传感器的种类很多，应用相当广泛。由徐科军编著的《流量传感器信号建模、处理及实现》以作者的科研工作为基础，以涡街流量传感器、科氏质量流量传感器和电磁流量传感器这三种流量传感器为研究对象，围绕信号建模、信号处理和系统实现这三项关键技术，介绍最新进展和应用成果。《流量传感器信号建模、处理及实现》建立这些流量传感器的信号模型，描述其输入与输出关系，解释其本质特征；采用先进的数字技术处理流量传感器的输出信号，增强信息提取能力，提高性能指标，扩展其应用范围；用DSP和MCU研制实时处理系统，应用于工业现场的实际测量，取得很好效果。

《流量传感器信号建模、处理及实现》可供从事自动化、仪器仪表、计算机应用、石油、化工、冶金、造纸等行业的工程技术人员，以及高等学校相关专业的教师、高年级本科生和研究生参考。

迄今为止，国内外出版过多本流量传感器和仪表方面的技术书，大多介绍各种流量传感器和仪表的工作原理、结构组成、调理电路、实验标定和应用注意事项。据作者所知，没有关于流量传感器信号建模、信号处理及系统实现和应用方面的书出版。作者从20世纪90年代初开始，带领课题组和研究生将新颖先进的信号建模和信号处理方法应用于多种流量仪表的研究，并采用DSP和MCU研制出工业界愿意采用的系统，极大地提高了现有流量仪表的性能，解决了一些工业界长期没有解决、又急切盼望解决的技术难题，取得较好的社会效益和经济效益。由徐科军编著的《流量传感器信号建模处理及实现》就是基于作者近二十年的科研工作积累，介绍信号建模和数字信号处理技术在流量传感器方面的成功应用实例。