為提高差分式科氏流量計幅值檢測的精度，提出了基于相關法的幅值檢測算法。首先構造兩路與采樣信號同頻的 參考信號,然后分別與采樣信號進行互相關得到互相關信號,估計出采樣信號的初相位，最后檢測出采樣信號的幅值。理論 分析表明：該方法不受信號非整周期采樣的影響。仿真實驗結果表明：該方法提高了檢測精度，在信噪比45dB時，測量相對 誤差低于0. 25%。

差分式科氏流量計能夠直接測量液體的質量流 量，主要應用于血液透析裝置中，測量人體透析出的 液體質量，以調節藥物用量，達到最好的治療 效果。

從科氏流量計工作原理可知，其正常工作是建 立在流量管穩幅振動的基礎上0。差分式科氏流 量計的二次儀表目前采用模擬驅動系統，該系統在 流量管自身固有頻率變化不大或工作環境相對穩定 時,可以通過反饋快速地跟蹤流量管的固有頻率與 幅值,以維持流量管穩幅振動?。但當工作環境變 化大或測量兩相流時，流量管的固有頻率與阻尼比 發生突變，由于模擬驅動系統無法快速地跟蹤流量 管的固有頻率與幅值的變化,嚴重影響了差分式科 氏流量計的測量精度與穩定性,甚至使流量管停振， 無法進行測量工作。為解決模擬驅動系統存在 的問題,采用半數字驅動系統,利用數字式幅值檢測 和控制算法跟蹤幅值變化，而幅值檢測算法是控制差分式科氏流量計穩幅振動的前提。

針對科氏流量計的幅值檢測數字算法主要有極 值法、積分法M和FFT法111。極值法通過對信 號連續采樣，比較連續采集的3個點的最大值,以最 大值作為信號幅值，該方法的檢測精度依賴于采樣 頻率,采樣頻率越高幅值檢測精度越高,但計算量更 大。積分法通過對信號進行自相關計算,得到信號 幅值,該方法未能解決非整周期采樣問題,在實際應 用中存在較大的誤差。基于FFT的方法檢測信號 幅值,依然未能解決非整周期采樣問題,在實際應用 中存在較大誤差。

為提高幅值檢測精度,解決非整周期采樣問題， 提出一種基于相關法的幅值檢測算法。首先,采用 基于相位匹配的頻率跟蹤算法對采樣信號進行頻率 估計,構造兩路與采樣信號同頻的參考信號;然后， 參考信號分別與采樣信號進行互相關計算得到兩路 互相關信號;最后，通過估計采樣信號的初相位,計 算出采樣信號的幅值。

1.幅值檢測算法

2.仿真結果及分析

(1)在不同信噪比下,對信號進行整周期采樣， 3種幅值檢測算法測量精度比較分別如圖1、圖2 所示。

整周期采樣時,在相同信噪比下,3種幅值檢測 算法檢測精度幾乎一致。信噪比越高，檢測精度越 高,在SNfi為45 dB時,3種幅值檢測算法的相對誤差都低于0. 25%。

(2)在不同信噪比下，對信號進行非整周期采 樣,3種幅值檢測算法測量精度比較分別如圖3、 圖4所示。

非整周期采樣時,積分法與基于FFT的幅值檢

測算法均受影響，且基于FFT的算法受影響程度 更大。

基于相關法的幅值檢測算法不受非整周期采樣 的影響,檢測精度明顯優于其他兩種算法,信噪比越 高,幅值檢測精度越高，SNR為45dB時，相對誤差 低于0.25%。

3.結論

提出了一種基于互相關的幅值檢測算法，消除 了非整周期采樣的影響，提高了檢測精度,其檢測精 度優于積分法與基于FFT的幅值檢測算法。