【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统。
技术介绍
1、当前基于超声波原理计量的超声波智能燃气表已经逐步在市场中推广使用，由于超声波智能燃气表相对于传统智能燃气表而言，其计量部分通过换能器计量，不需要机械传动部分，避免了由于机械磨损以及故障带来的计量精度劣化的问题。因此超声波智能燃气表未来在智能仪器仪表行业中的占比将越来越重。
2、超声波智能燃气表为了实现远程控制设置了远程通信模块，远程通信模块在工作时由于信号频率问题会产生干扰信号，与此同时，超声波智能燃气表的工作环境中的其他电子设备在工作时也可能产生干扰信号。由于干扰信号具有通过空间传播和导线传播的特性，干扰信号可通过空间以及不具备完全屏蔽功能的连接线传播到超声波智能燃气表上，从而影响超声波智能燃气表的性能。
3、基于超声波原理的超声波智能燃气表是一种电子计量的智能燃气表，干扰对其影响是致命的，最主观的影响体现在超声波智能燃气表即使是在静态空闲(不用气)时也会出现自走数的现象，直接造成燃气公司和用户的经济损失。现有超声波智能燃气表实现了在远程通信模块工作过程中检测干扰信号的功能,当检测到干扰信号就立即控阀切断气源，停止工作。这种方式虽能避免干扰对超声波计量准确性的影响，避免燃气公司和用户的经济损失，但是该方式只能单一性规避了远程通讯模块对超声波计量的影响，无法规避其他干扰信号对超声波计量的影响，也无法确认干扰源。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种超声
2、所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，流体经超声波计量模块后，数据采集单元采集超声波计量模块中换能器的数据，采集的数据经信号处理单元送至计量主控模块，计量主控模块对采集的数据进行分析得出流量数据，其特征在于：射频干扰信号检测点设置在共地端，通过干扰信号采样模块周期性对共地端进行信号采样，并将采样数据上报计量主控模块，计量主控模块通过对数据分析来判断是否有干扰信号；在采样前，还需要进行消振处理。
3、所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于所述干扰信号采样模块由数字电位器、运放电路、adc采样组成，干扰信号采样模块从共地端采集的信号，经过运放电路和数字电位器处理后的信号能够保证其采样值在adc采样的有效幅值范围内，计量主控模块通过利用adc采样获取经过运放电路和数字电位器处理后的共地端信号；计量主控模块能够控制数字电位器的增益，通过调整数字电位器的增益将共地端的信号调整到adc采样有效幅值内。
4、所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于所述干扰信号采样模块在对干扰信号正式采样之前进行一次预采样，对预采样的数据进行分析后，确认数字电位器的增益，确保adc采样的可靠性。
5、所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于工作流程如下：
6、s0：超声波智能燃气表处于正常工作时，换能器以工作频率是f、频幅是fz进行工作；超声波换能器在工作前需要接地t时间，进行消振，消除自激带来的超声波计量干扰误差；执行s1；
7、s1：t时间到后，数据采样单元进行信号采样，根据数据采样单元的内部数字电位器增益kc、采样的超声波幅值ac能够计算出换能器工作时的原始数据的幅值
8、干扰信号采样模块对共地端进行预采样，初次采样时，则将数字电位器调整到一个中间增益值k，若为非初次采样，利用数字电位器上次的增益备份值kb进行采样，得到对共地端连续的n次预采样信号n1、n2、n3……nn-2、nn-1、nn；执行s2；
9、s2：比较原始数据幅值ac与n次预采样信号值，如果n次预采样信号值均小于等于ac的1％，则超声波计量模块当前工作环境中没有干扰信号，本周期内无需进行正式采样，减少系统能耗，等下一个周期t到了之后再执行s0；如果n次预采样信号值均大于ac的1％，则需要进行数字电位器增益确认，根据s1得到的预采样结果，与adc采样的幅值确认数字电位器有效增益kb，再将有效增益kb通过i2c设置到数字电位器中，再进行正式采样；执行s3；
10、s3：调整数字电位器有效增益kb后，立即连续n次正式采样共地端的信号x1、x2、x3……xn-2、xn-1、xn，得到离散的时域信号数据，对时域下的数据连续n次采样共地端的信号xn、xn、xn……xn-2、xn-1、xn进行处理，找到最大值xmax，由于数字电位器增益为kb,则原始的数据幅值执行s4；
11、s4：计算干扰信号幅值与超声波计量信号幅值偏差
12、当时,则判定当前信号干扰对超声波计量信号有影响，需要进一步判断干扰信号的频率，分析干扰源，则执行s5；当y∈[-10％，10％]时，则判定当前信号干扰对超声波计量信号无影响，停止干扰信号的判断，回到s0；
13、s5：对干扰信号类型进行判定时，需要对时域下的数据转到频域下进行分析；将连续n次正式采样共地端的信号x1、x2、x3……xn-2、xn-1、xn，可得采样点n与采样值的对应关系：xn＝fs(n)；
14、采样点的个数为n，则采样点n与采样值的对应关系xn＝fs(n)就是一个长度为n的有限长离散时间序列；根据信号采样机制可知fs(n)是个信号采样频率为fc的非周期的离散信号；对xn＝fs(n)进行离散时间非周期性傅里叶变换可得:f(k)为不同k点的频幅，k为频率点序号，采样频率fc被n-1个点平均分成n等份，每个点的频率依次增加，则可得某点k所表示的频率为执行s6；
15、s6：对所采样的信号进行频域下数据分析，为了避免超声波计量模块受到同频干扰，需要分析频率在超声波换能器工作频率范围内的信号幅值情况，执行s7；与此同时还需要对信号进行频谱分析，确认中心频点，分析干扰类型，执行s8；
16、s7：超声波换能器工作频率是f，频幅是fz；则fk＝f；根据可计算出k值，将fk、k值代入到：
17、
18、计算出干扰信号在频率为f下的频幅f(k)；计算干扰信号幅值与超声波计量信号幅值偏差当时,则判定当前信号干扰对超声波计量信号有影响，执行s9；当yz∈[0，15％]时,则判定当前信号干扰对超声波计量信号无影响，执行s8；
19、s8：采样信号进行傅里叶变换后
20、在频谱中能够快速找到中心频点fh，中心频点对应的频幅是频谱上幅值最大值fh，即f(k)＝fh，可得k值，再根据频点与采样频率的关系进而得知中心频点fh，根据频点类型划分标准，能够对照出当前干扰信号的类型，执行s9；
21、s9：确认干扰信号对超声波计量有影响后，超声波智能燃气表进行关阀、异常关阀、异常显示以及异常上报得操作，干扰信号中心频点信息通过液晶显示或者本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，流体经超声波计量模块后，数据采集单元采集超声波计量模块中换能器的数据，采集的数据经信号处理单元送至计量主控模块，计量主控模块对采集的数据进行分析得出流量数据，其特征在于：射频干扰信号检测点设置在共地端，通过干扰信号采样模块周期性对共地端进行信号采样，并将采样数据上报计量主控模块，计量主控模块通过对数据分析来判断是否有干扰信号；在采样前，还需要进行消振处理。
2.根据权利要求1所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于所述干扰信号采样模块由数字电位器、运放电路、ADC采样组成，干扰信号采样模块从共地端采集的信号，经过运放电路和数字电位器处理后的信号能够保证其采样值在ADC采样的有效幅值范围内，计量主控模块通过利用ADC采样获取经过运放电路和数字电位器处理后的共地端信号；计量主控模块能够控制数字电位器的增益，通过调整数字电位器的增益将共地端的信号调整到ADC采样有效幅值内。
3.根据权利要求2所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于所述干扰信号采样模块在对干扰信号正式采样之前进行一
4.根据权利要求2所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于工作流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于：S2中所述数字电位器增益确认的方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，流体经超声波计量模块后，数据采集单元采集超声波计量模块中换能器的数据，采集的数据经信号处理单元送至计量主控模块，计量主控模块对采集的数据进行分析得出流量数据，其特征在于：射频干扰信号检测点设置在共地端，通过干扰信号采样模块周期性对共地端进行信号采样，并将采样数据上报计量主控模块，计量主控模块通过对数据分析来判断是否有干扰信号；在采样前，还需要进行消振处理。
2.根据权利要求1所述的一种超声波智能燃气表射频干扰信号监测系统，其特征在于所述干扰信号采样模块由数字电位器、运放电路、adc采样组成，干扰信号采样模块从共地端采集的信号，经过运放电路和数字电位器处理后的信号能够保证其采样值在adc采样的...
【专利技术属性】
技术研发人员：厉晶莹，唐玲玲，夏积贵，石爱国，程锦文，刘雪芳，程颢，杨庆珍，王颖嘉，李腾，沈际元，江亚珍，石扬，崔巍，
申请(专利权)人：杭州先锋电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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