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计量学报  2024, Vol. 45 Issue (10): 1502-1511    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2024.10.10
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基于小波阈值算法的气体超声波流量计 信号预处理
戈文祺1,张坤1,刘财智2
1.天津城建大学控制与机械工程学院,天津300384
2.平云电力科技有限公司,天津300110
Signal Preprocessing of Gas Ultrasonic Flowmeter Based on Wavelet Threshold Algorithm
GE Wenqi1,ZHANG Kun1,LIU Caizhi2
1. School of Control and Mechanical Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China
2. Pingyun Power Technology Co., Ltd, Tianjin 300110, China
全文: PDF (766 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 气体超声波流量计超声信号在气体中传播时,存在易受到各种噪声的干扰,能量衰减严重、回波信号幅值弱、信噪比低等问题,为准确采集气体超声波流量计回波信号,在传统阈值滤波算法基础上提出了一种改进小波阈值算法,对气体超声波流量计信号进行预处理;将改进小波阈值算法与传统阈值算法进行仿真对比分析,并用FPGA实现对采集超声波信号的6层Coif5小波滤波处理。经仿真与实验对比表明:在不改变超声波信号的特征波基础上,使用改进阈值滤波算法对超声波回波信号降噪处理后,均方根误差为0.0014,信噪比达到了88.3290dB,该方法提高了超声波流量计的采集质量,实现了良好的降噪效果。
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作者相关文章
戈文祺
张坤
刘财智
关键词 气体超声波流量计;回波信号信号预处理改进小波阈值算法    
Abstract:When the ultrasonic signal of gas ultrasonic flowmeter propagates in the gas, it is easy to be interfered by various kinds of noises, with serious energy attenuation, weak echo signal amplitude and low signal-to-noise ratio, in order to accurately collect the ultrasonic signal of the gas ultrasonic flowmeter, Based on the traditional threshold filtering algorithm, an improved wavelet threshold algorithm is proposed to preprocess the gas ultrasonic flowmeter signal; Simulate and compare the improved wavelet threshold algorithm with the traditional threshold algorithm,The collected ultrasonic signal is processed by 6-layer Coif5 wavelet filter using FPGA. The comparison between simulation and experiment shows that the root mean square error of the improved threshold filtering algorithm is 0.0014, and the signal-to-noise ratio is 88.3290dB,it improves the acquisition quality of ultrasonic flowmeter, has good noise reduction effect.
Key wordsultrasonic     gas     flowmeter         echo     signal         signal     preprocessing         improved     wavelet     threshold     algorithm
收稿日期: 2023-03-17      发布日期: 2024-09-30
PACS:  TB937  
基金资助:国家自然科学基金面上项目(62073240);国家自然科学基金青年项目(51707128)
作者简介: 张坤(1999-),女,天津人,天津城建大学在读硕士研究生,主要研究方向为控制系统检测与设计、信号处理。Email: z1430854510@163.com 戈文祺(1986-),女,河北唐山人,天津城建大学副教授,主要从事电力系统综合分析、控制系统检测等方面的研究。Email:gewenqi@tcu.edu.cn
引用本文:   
戈文祺,张坤,刘财智. 基于小波阈值算法的气体超声波流量计 信号预处理[J]. 计量学报, 2024, 45(10): 1502-1511.
GE Wenqi,ZHANG Kun,LIU Caizhi. Signal Preprocessing of Gas Ultrasonic Flowmeter Based on Wavelet Threshold Algorithm. Acta Metrologica Sinica, 2024, 45(10): 1502-1511.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2024.10.10     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2024/V45/I10/1502
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