雅宝题库解析：
谐振式科氏质量流量计（Corioils Mass Flowmeter，CMF）是一种工作于谐振状态的直接质量流量测量仪表，可以同时精确的测量流体质量流量和密度，被广泛应用于工业测量和过程控制领域。近年来，直管型CMF因其压损小、可自排空、基频较高等优点成为理论研究和工程化研究的热点。而传统的CMF二次仪表的流量解算方法一般是基于时域的过零检测方法，针对直管型CMF基频较高、满量程相位差微小的特点已经难以适用。本文基于上述背景，从满足直管型CMF实际测量需求出发，研制新型CMF流量信号处理系统，并向下兼容适用于类直管（微弯管）和传统弯管型CMF的二次仪表。论文从理论上研究了CMF输出的两路同频率正弦信号相位差的解算机理，分析了现有数字式相位差解算算法，并针对工况条件下CMF的实际输出信号进行了仿真验证，设计了以变采样率FFT算法为核心的CMF流量信号解算方法。针对FFT算法非整周期采样造成的频谱泄露题目，设计了以FPGA为核心的硬件频率跟踪和闭环采样模块，构成了采样频率闭环可控的高精度数据采集系统，实现了信号的整周期采样。并设计了以32位浮点DSP芯片为核心的数字信号处理系统，进行加窗修正后的FFT运算，实时解算流体的质量流量和密度等参数。对新型CMF信号处理系统进行了信号源测试、流体实流标定等实验。通过对各功能模块的实验验证和解算结果的分析与标定，验证了系统方案的可行性和有效性。实验结果表明该系统在工作频率500Hz以下时，频率跟踪性能优越，零点稳定，线性度好，解算结果相对误差满足±0.2%的设计精度要求，在新型的直管型和类直管型（微弯管）及传统弯管型CMF的二次仪表应用中都具有良好的性能。为下一步和数字闭环系统结合组成完整的新型全数字式CMF二次仪表打下了良好的基础。
发表于 2022-9-25 22:18:43
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