基于数学形态学的流量传感器信号去噪研究

王 东，王新晴，梁 升，赵 洋，朱会杰

(解放军理工大学野战工程学院，南京210007)

随着国民经济的迅速发展，流量计在工业计量中的应用越来越广泛。为满足不同种类流体特性和不同流动状态下的流量计量问题，我国先后研制出并投入使用的流量计有速度式流量计、动量式流量计，电磁流量计、超声波流量计等几十种新型流量计[1]。

流量计在使用过程中由于受到外部环境的干扰，经常会出现仪表显示不稳、显示数字跳变的现象。常用的处理方法有硬件处理和软件处理两种。实际应用表明，硬件调理电路存在不能自适应改变调理频宽等问题;软件处理常用的有小波去噪[2－3]、小波包去噪[4]、EMD 去噪[5]等，但小波分解存在基函数的选择和阈值不确定等问题，EMD分解也存在产生虚假IMF分量的问题[6]，且流量计输出信号为变频方波信号，不能满足EMD方法的适用条件。为此文中将数学形态学算法应用于流量信号的去噪中，以达到去除干扰的目的。

1 流量计工作原理

在实际工业应用中，涡轮流量计因计量精度较高、使用方便、测量范围宽等特点而广泛应用于城市燃气、液压传动等领域。它主要由涡轮流量传感器和显示仪表组成。其基本原理是利用安装在流体通道上的流量传感器把与流体流量成正比的转速信号转换成对应的电脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后，送入LCD显示电路显示，涡轮原理示意图如图1所示。流体体积流量QV一般用下式来表示:QV=f/K，式中:f为电信号的频率，K为常数，亦称为仪表系数[7]。……