Demodulation of ultrasonic signals by extended undersampling and Kalman filters for vortex-flow-meters and their interference by production tolerances

通过涡街流量计的扩展欠采样和卡尔曼滤波器解调超声波信号及其受生产公差的干扰

• 批准号: 5418738
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Volker Hans
• 金额: --
• 依托单位: Abteilung Maschinenbau und Verfahrenstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2003-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5418738?language=en
• 关键词: Demodulation; ultrasonic; signals; extended; undersampling

Insbesondere haben bisherige Untersuchungen an WirbelfrequenzDurchflussmessgeräten gezeigt, dass an der spitzen Seite angeströmte, dreieckförmige Wirbelkörper zu deutlich verbesserten Modulationssignalen und höheren Empfindlichkeiten führen. Ein Problem stellen Fertigungstoleranzen und Einbaufehler dar, wenn die Achse des Wirbelkörpers nicht parallel zur Rohrachse verläuft. Es sollen die Effekte bei der Schiefstellung des Wirbelkörpers und mögliche Toleranzgrenzen untersucht werden. Dafür sind Reihenmessungen an Wirbelkörpern verschiedener Abmessungen und Winkelstellungen notwendig. Bei der Signalverarbeitung erfolgte die Demodulation des komplex modulierten Signals durch digitale Unterabtastung und eine Quadratur-Amplituden-Demodulation (QAD), bei der das Signal an zwei zeitlich um 90° versetzten Abtastzeitpunkten erfasst wird. Es soll geprüft werden, ob der um 90° versetzte Abtastwert um mehrere Perioden versetzt ebenfalls unterabgetastet werden kann, was den Aufwand deutlich reduzieren würde. Dem QAD-Verfahren sind bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und gestörten Strömungen Grenzen bei der Phasendemodulation gesetzt, weil die arc tan-Funktion zur Bestimmung des Phasenwinkels begrenzt ist. Neue Ansätze, dieses Problem zu umgehen, sollen mit einem erweiterten Kalmanfilter mit drei Beobachtungsgrößen (Realteil, Imaginärteil, Phasenwinkel) und zwei Zustandsgrößen (Phasenwinkel, Frequenz) durchgeführt werden.

Insbesondere haben bisherige Untersuchungen an WirbelfrequenzDurchflussmessgeräten gezeigt, dass an der spitzen Seite angeströmte, dreieckförmige Wirbelkörper zu deutlich verbesserten Modulationssignalen und höheren Empfindlihkeiten führen.在解决问题时，请注意，与 Rohrachse verläuft 平行的 Wirbelkörpers 问题。这是对 Wirbelkörpers 的 Schiefstellung 和 mögliche Toleranzgrenzen untersucht werden 的影响。 Dafür sind Reihenmessungen an Wirbelkörpern verschiedener Abmessungen und Winkelstellungen notwendig。复杂调制信号的解调是通过数字解调和正交幅度解调 (QAD) 来实现的，信号以 90° 方向旋转。 Es soll geprüft werden, ob der um 90° versetzte Abtastwert um mehrere perioden versetzt ebenfalls unterabgetastet werden kann, was den Aufwand deutlich reduzieren würde. QAD-Verfahren sind bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten 和 gestörten Strömungen Grenzen bei der Phasendemodulation gesetzt, weil die arc tan-Funktion zur Bestimmung des Phasenwinkels begrenzt ist.新分析、解决问题、解决卡尔曼滤波器与 Beobachtungsgrößen（Realteil、Imaginärteil、Phasenwinkel）和 zwei Zustandsgrößen（Phasenwinkel、Frequenz）durchgeführt werden 的问题。