本發(fā)明涉及電磁流量計，具體涉及一種電磁流量計極化電壓信號的提取方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電磁流量計是利用法拉第電磁感應(yīng)定律來測量導電液體流量的儀表，被廣泛地應(yīng)用于供水、石油、化工、造紙、冶金等行業(yè)。

2、極化電壓信號(也稱為極化噪聲)是電磁流量計特有的一種電極干擾信號，與感應(yīng)電勢信號疊加在一起，被電極拾取后輸出，給電磁流量計的測量工作造成了很大的困難。極化電壓信號是電極與導電液體的電化學反應(yīng)產(chǎn)生的。無論電磁流量計是采用直流勵磁的方式，還是采用交流勵磁的方式，極化電壓信號都是存在的。極化電壓信號的幅值通常在數(shù)毫伏到數(shù)百毫伏不定，且隨時間變化而變化，不是固定的疊加噪聲。感應(yīng)電勢信號的幅值通常為單位流速對應(yīng)的大小為幾十到幾百微伏。因此，如果直接對傳感器電極輸出的信號進行放大濾波，很容易造成放大器出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象，使電磁流量計無法準確測量。

3、然而，目前沒有提取極化電壓信號的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電磁流量計極化電壓信號的提取方法和系統(tǒng)，彌補現(xiàn)有技術(shù)沒有提取極化電壓信號的方法這一空缺。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

5、第一方面，本發(fā)明提供一種電磁流量計極化電壓信號的提取方法，包括：

6、獲取在測量導電液體流量時的電磁流量計經(jīng)信號采集電路輸出的一段時間內(nèi)的電極輸出信號；

7、按照時間順序選取一段時間內(nèi)的內(nèi)由正半勵磁周期和負半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值；按照時間順序選取由負半勵磁周期和正半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算負半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值；將正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值與負半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值相加之后取平均值，得到一個勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值；依此類推，每次向后滑動半個勵磁周期信號的長度，計算出每一個勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值，并按照時間順序組成一個幅值序列；

8、對幅值序列進行插值處理，使插值后的幅值序列的長度與電極輸出信號離散后的長度相等，插值后的幅值序列為電極輸出信號的極化電壓信號曲線。

9、優(yōu)選的，所述按照時間順序選取一段時間內(nèi)的內(nèi)由正半勵磁周期和負半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值，包括：

10、電極輸出信號在正半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的信號的表達式為：

11、ep＝bvd+ezp+enp??????(1a)

12、電極輸出信號在負半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的信號的表達式為：

13、en＝-bvd+ezn+enn?????(2a)

14、其中，ep表示電極在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的輸出信號，ezp表示在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號，enp表示在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的高斯噪聲信號，en表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的電極輸出信號，ezn表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號，enn表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的高斯噪聲信號；

15、將式(1a)和式(2a)相加，得到的結(jié)果用式(3a)表示

16、ep+en＝ezp+enp+ezn+enn?????(3a)

17、由于一個勵磁周期持續(xù)的時間僅為幾十至幾百毫秒，根據(jù)極化電壓慢變的特點，則ezp近似等于ezn，enp和enn均是服從均值為零的高斯分布，則得到式(4a)：

18、mean(ep+en)＝2*ezp?????(4a)

19、根據(jù)式(4a)計算出正半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值。

20、優(yōu)選的，所述對幅值序列進行插值處理，包括：

21、對幅值序列進行三次樣條插值；或者，對幅值序列進行線性插值，或者，對對幅值序列進行多項式插值。

22、第二方面，本發(fā)明提供一種電磁流量計極化電壓信號的提取系統(tǒng)，包括：

23、信號獲取模塊，用于獲取在測量導電液體流量時的電磁流量計經(jīng)信號采集電路輸出的一段時間內(nèi)的電極輸出信號；

24、幅值計算模塊，用于按照時間順序選取一段時間內(nèi)的內(nèi)由正半勵磁周期和負半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值；按照時間順序選取由負半勵磁周期和正半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算負半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值；將正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值與負半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值相加之后取平均值，得到一個勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值；依此類推，每次向后滑動半個勵磁周期信號的長度，計算出每一個勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值，并按照時間順序組成一個幅值序列；

25、插值模塊，用于對幅值序列進行插值處理，使插值后的幅值序列的長度與電極輸出信號離散后的長度相等，插值后的幅值序列為電極輸出信號的極化電壓信號曲線。

26、優(yōu)選的，所述按照時間順序選取一段時間內(nèi)的內(nèi)由正半勵磁周期和負半勵磁周期組成的一個完整的勵磁周期信號，計算正半勵磁周期勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號幅值，包括：

27、電極輸出信號在正半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的信號的表達式為：

28、ep＝bvd+ezp+enp????(1a)

29、電極輸出信號在負半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的信號的表達式為：

30、en＝-bvd+ezn+enn??????(2a)

31、其中，ep表示電極在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的輸出信號，ezp表示在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號，enp表示在正半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的高斯噪聲信號，en表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的電極輸出信號，ezn表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號，enn表示在負半周期的勵磁電流穩(wěn)定段的高斯噪聲信號；

32、將式(1a)和式(2a)相加，得到的結(jié)果用式(3a)表示

33、ep+en＝ezp+enp+ezn+enn??????(3a)

34、由于一個勵磁周期持續(xù)的時間僅為幾十至幾百毫秒，根據(jù)極化電壓慢變的特點，則ezp近似等于ezn，enp和enn均是服從均值為零的高斯分布，則得到式(4a)：

35、mean(ep+en)＝2*ezp?????(4a)

36、根據(jù)式(4a)計算出正半勵磁周期的勵磁電流穩(wěn)定段的極化電壓信號的幅值。

37、優(yōu)選的，所述對幅值序列進行插值處理，包括：

38、對幅值序列進行三次樣條插值；或者，對幅值序列進行線性插值，或者，對對幅值序列進行多項式插值。

39、第三方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲用于電磁流量計極化電壓信號的提取的計算機程序，其中，所述計算機程序使得計算機執(zhí)行如上述所述的電磁流量計極化電壓信號的提取方法。

40、第四方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：

41、一個或多個處理器，存儲器，以及一個或多個程序，其中所述一個或多個程序被存儲在所述存儲器中，并且被配置成由所述一個或多個處理器執(zhí)行，所述程序包括用于執(zhí)行如上述所述的電磁流量計極化電壓信號的提取方法。

42、(三)有益效果

43、本發(fā)明提供了一種電磁流量計極化電壓信號的提取方法和系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下有益效果：

44、針對極化電壓信號隨機漂移、不可定量描述的難題，本發(fā)明有效提取出電磁流量計電極輸出信號中的極化電壓信號，彌補現(xiàn)有技術(shù)沒有提取極化電壓信號的方法這一空缺，為研究極化電壓信號的特點、研究極化電壓信號的抑制方法和仿真電磁流量計電極輸出信號提供參考。