专利名称：一种科氏质量流量计的数字驱动跟踪方法和系统的制作方法
一种科氏质量流量计的数字驱动跟踪方法和系统技术领域
本发明专利涉及流量检测领域，为一种科氏质量流量计的数字驱动跟踪方法和系统，特别是一种以DSP为核心，基于DDS和MDAC，实现科氏质量流量计数字驱动控制中的频率、相位和幅值跟踪，并且同时实现流量测量的方法和系统。
背景技术：
科里奥利质量流量计(简称科氏质量流量计)可以直接测量流体的质量流量，测量精度高，具有广阔的应用前景。科氏质量流量计由一次仪表和变送器组成，其中，变送器的任务首先是为一次仪表提供驱动信号，使流量管以固有频率振动；其次，通过计算传感器输出信号的频率、相位，得到流体的密度、质量流量等参量。当前，科氏质量流量计面临的严重挑战是如何测量气液两相流。在油料、食品加工等液态流体传输和装罐过程中，不可避免地会混入一些气体。这些气体的进入，导致被测介质的阻尼发生很大的变化，当气体混入量较多时，科氏质量流量计的流量管有可能停振，使得测量无法进行。为了解决两相流测量，首先必须从驱动方面入手，解决流量管停振的问题。国内外学者将数字驱动方法应用于科氏质量流量计，提高变送器的驱动性能。
基于FPGA和波形合成算法的数字驱动方法，美国专利公布了一种基于FPGA 禾口波形合成算法的数字驱动方法(Manus P. Henry, and Mayela Ε. Zamora, Startup and operational techniques for a digital flowmeter, Patent No. :US69950760B2, Sep, 27，2005)。先使用随机序列去驱动流量管，待sample_COunt>N后，进入零驱动模式；待 Sample_C0Unt>M后，进入正反馈驱动模式。通过检测信号特征，决定返回随机驱动模式或进入数字波形合成驱动模式。变送器最终将进入数字波形合成模式进行驱动。这期间，对于随机序列驱动流量管，要求随机波的频带较宽且必须包含固有频率，并且随机波驱动的时间长短sample_C0Unt不易精确设定，因为随机波驱动的时间太短或太长，传感器的信号都会很微弱，这将不利于后继的传感器信号参数计算。在正反馈驱动模式中，是将ADC采集的信号数据存储在一个缓冲区内，处理器在进行相位匹配后，将这些信号数据通过DAC发出， 驱动流量管。这要求缓冲区的空间要足够大，因为至少要包含一个完整周期的信号数据；另外，在流量管启振初期或者流量管处于恶劣环境下(例如，两相流/批料流)，传感器信号将非常微弱甚至杂乱无章，如果这时仅仅单纯地将ADC采集的数据通过DAC输出驱动流量管， 显然不利于驱动。在数字波形合成驱动模式中，处理器根据传感器信号的特征，数字合成正弦波，并进行相位匹配后，通过DAC输出驱动信号激励流量管。在这种模式下，正弦波信号数据由处理器计算得到，并且通过DAC —点一点地输出，因此加大了系统软件的负担；在专利中，用FPGA和DSP共同来实现测量和控制。
正负阶跃交替激励启振方法，合肥工业大学针对科氏质量流量计的启振问题，提出了一种正负阶跃交替激励启振的方法(徐科军，李苗等，科氏质量流量计正负阶跃交替激励启振方法和系统，发明专利，申请号200910144210. 7，
发明者侯其立, 刘翠, 徐科军, 方敏, 熊文军 申请人:合肥工业大学