一种基于简化的快速傅氏变换FFT算法的涡街流量计

摘要

本发明公开了一种基于简化的快速傅氏变换FFT算法的涡街流量计，包括：压电传感器检测流体的当前流量，输出电荷信号；信号处理装置，将电荷信号转化为电压信号，对电压信号进行放大和滤波，并将滤波后电压信号与预设参考值进行比较，输出相应的脉冲序列，同时对放大后电压信号进行快速并行ADC转换，得到采样序列发送至CPU；CPU对脉冲序列进行采集，得到频率信号转化为流体当前的瞬时流量，同时对采样序列进行简化的FFT，得到采样序列的频率特性和幅值特性，设置放大倍数和滤波频带，发送至信号处理装置。采用本发明，能够避免传统技术中采用过放大技术导致信噪比严重降低的问题，使得涡街流量计的可用量程比得到有效扩展。

主权项

一种基于简化的快速傅氏变换FFT算法的涡街流量计，其特征在于，所述涡街流量计包括：压电传感器、信号处理装置、以及CPU；所述压电传感器，检测流体的当前流量，输出电荷信号至所述信号处理装置；所述信号处理装置，将接收到的电荷信号转化为电压信号；接收所述CPU发送的放大倍数和滤波频带，根据所述放大倍数对所述电压信号进行放大，再根据所述滤波频带对放大后的电压信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电压信号与预设的参考值进行比较，根据比较结果输出相应的脉冲序列至所述CPU；同时，对放大后的电压信号进行快速并行ADC转换，并将转换后得到的采样序列发送至所述CPU；所述CPU，对所述脉冲序列进行采集，得到该脉冲序列的频率信号，并转化为流体当前的瞬时流量；同时，对接收到的所述采样序列进行简化的快速傅氏变换FFT，得到所述采样序列的频率特性和幅值特性，根据所述幅值特性，设置放大倍数，发送至所述信号处理装置，并根据所述频率特性，设置滤波频带，发送至所述信号处理装置；所述信号处理装置包括：前置电荷放大器、程控放大器、数控滤波器、阈值比较器、以及比较器阵列；所述前置电荷放大器，将接收到的电荷信号转化为电压信号，并对所述电压信号进行前置放大后输出至所述程控放大器；所述程控放大器，根据接收自所述CPU的放大倍数对所述前置电荷放大器输出的电压信号进行二次放大，使得二次放大后的电压信号满足所述阈值比较器的要求，并将二次放大后的电压信号分别发送至所述数控滤波器和所述比较器阵列；所述数控滤波器，根据接收自所述CPU的滤波频带对所述二次放大后的电压信号进行滤波，并将滤波后的电压信号输出至所述阈值比较器；所述阈值比较器，将接收到的所述滤波后的电压信号与预设的参考值进行 比较，根据比较结果输出相应的脉冲序列至所述CPU；所述比较器阵列，对接收到的所述二次放大后的电压信号进行快速并行ADC转换，并将转换得到的采样序列直接发送至所述CPU。