傳統(tǒng)的電磁流量計(jì)是依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的導(dǎo)電介質(zhì)體積流量 測(cè)量?jī)x表，在石油、化工、冶金和造紙等行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，但是僅僅適用于對(duì)流速穩(wěn)定的導(dǎo)電流體進(jìn)行測(cè)量，極大地限制了電磁流量計(jì)在流量測(cè)量領(lǐng)域的使用。針 對(duì)這一缺陷，諸多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果，如較之于傳統(tǒng)的采用扇葉切割磁感線的方法，提出的采用高磁導(dǎo)率的小球切割磁感線的技術(shù)，解 決了無法測(cè)量低導(dǎo)電率的液體的難題，并實(shí)現(xiàn)了雙向測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電磁流量計(jì)工作原理的限制，流量計(jì)輸出信號(hào)微弱，淹沒在各種噪聲中。因此，如何 將流量信號(hào)與各種干擾信號(hào)有效分離是進(jìn)一步提高電磁流量計(jì)測(cè)量精度的關(guān)鍵。傳統(tǒng)方法采用模擬低通濾波器濾除輸出信號(hào)中的高頻噪聲，但是模擬濾波器動(dòng)態(tài)響應(yīng) 無法調(diào)整，同時(shí)硬件電路本身也會(huì)引入噪聲。小波分析具有多分辨率分析的特點(diǎn)，具有良好的時(shí)－頻特性，從而為其在信號(hào)降噪中的應(yīng)用提供了廣闊的前景。針對(duì)模 擬濾波器去噪的缺點(diǎn)，本文將小波閾值去噪方法引入新型電磁流量計(jì)輸出信號(hào)處理中，降低了流量計(jì)信號(hào)中的噪聲，提高了測(cè)量精度。

1 新型雙向電磁流量計(jì)介紹

1.1 新型雙向電磁流量計(jì)模型

提出的新型雙向流量計(jì)如圖1所示，較之于傳統(tǒng)的電力流量計(jì)，它可以測(cè)量低導(dǎo)電率的液體，實(shí)現(xiàn)雙向測(cè)量，極大地提高了測(cè)量精度和測(cè)量工序。

圖1 新型雙向流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)被測(cè)流體經(jīng)過分流葉片進(jìn)入旋流器后，帶動(dòng)高導(dǎo)磁率的小球在管道內(nèi) 旋轉(zhuǎn)，周期性地切割流量計(jì)殼體內(nèi)永磁鐵產(chǎn)生的磁力線，引起磁電變換器磁阻周期性變化，導(dǎo)致通過磁感應(yīng)線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，獲得 交流電壓信號(hào)輸出。該電壓頻率與小球在管道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度相等，磁電轉(zhuǎn)換器輸出的交流電壓頻率與被測(cè)體積流量q_v的關(guān)系式為

    （1）

式中：f為交流電壓信號(hào)的輸出頻率；K為流量計(jì)的儀表系數(shù)，一般通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的方法確定。工程應(yīng)用中，在測(cè)量流量計(jì)的輸出電壓信號(hào)的頻率后，按照式（1）即可以計(jì)算出流體的體積流量。

1.2 噪聲分析

受使用環(huán)境和設(shè)計(jì)原理的影響，電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)中疊加了一系列的噪聲，一個(gè)實(shí)際的輸出信號(hào)如圖2所示，該信號(hào)*淹沒在噪聲中。

在一般情況下，實(shí)際電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)可以表示為

    （2）

式中：表示微分干擾電壓；表示正交干擾，在相位上與流量計(jì)輸出信號(hào)相差90°。這兩種干擾只有在交變磁場(chǎng)中才會(huì)產(chǎn)生，電磁流量計(jì)采用的是永磁鐵，因此這兩項(xiàng)干擾為0。e_o為輸出信號(hào)電壓；e_c為共模干擾電壓；e_d為極化電壓；e_z為串模干擾電壓。

圖2 新型流量計(jì)輸出信號(hào)

在電磁流量計(jì)中，流量計(jì)的原始信號(hào)淹沒在噪聲中，并且信號(hào)中含有高頻噪聲。傳統(tǒng)方法采用模擬低通濾波器去除噪聲，但是這種方法存在時(shí)效性不好和不能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)。而小波閾值去噪算法可以快速給出濾波結(jié)果，在保證時(shí)效性的同時(shí)，zui大限度地濾除噪聲。