CN115265691B - 一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统 - Google Patents

一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统 Download PDF

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CN115265691B CN202211173308.7A CN202211173308A CN115265691B CN 115265691 B CN115265691 B CN 115265691B CN 202211173308 A CN202211173308 A CN 202211173308A CN 115265691 B CN115265691 B CN 115265691B
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
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    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing

Abstract

本发明公开了一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统，涉及科氏流量计振动信号处理领域，所述方法包括：步骤1：对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；步骤2：对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；步骤3：基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果；本发明能够同时在一定程度上保障计算精度、计算速度、计算量和实时性，能够满足工程实际需求。

Description

一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统
技术领域
本发明涉及科氏流量计振动信号处理领域，具体地，涉及一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统。
背景技术
高精度且实时的跟踪科氏流量计流量管振动频率的变化，是驱动流量管稳定振动、保证流量测量性能的重要因素。
利用模数转换器对科氏流量计流量管的振动状态进行采样，得到振动信号
Figure 574337DEST_PATH_IMAGE001
如式（1）示。
Figure 22636DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure 569417DEST_PATH_IMAGE003
式（1）中：
Figure 761364DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 106895DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 194937DEST_PATH_IMAGE006
分别表示信号频率、幅值和初相位，
Figure 727549DEST_PATH_IMAGE007
为采样频率，索引
Figure 457608DEST_PATH_IMAGE003
为采样时刻点，
Figure 657645DEST_PATH_IMAGE008
为信号长度，
Figure 916588DEST_PATH_IMAGE009
是均值为0，方差为
Figure 202076DEST_PATH_IMAGE010
的加性高斯白噪声。
根据对流量管振动频率的跟踪方式不同，信号处理方法主要可以分为时域法和频域法。时域法是在时域对采样信号进行变换处理，得到信号频率，如过零检测法、自相关法等。该类算法思路简单，容易理解，计算速度快，但计算精度较低，不能满足流量测量的高精度频率跟踪要求。频域法通过频谱分析获取信号频率，跟踪精度高，如频谱插值法、迭代频谱泄漏校正法等。但频域法涉及到大量的复数和复指数运算，计算量大，实时性差，很难满足流量管在高频振动条件下的频率实时跟踪需求。
发明内容
为了满足实际工程对计算精度、计算速度、计算量和实时性的要求，本发明提供了一种科氏流量计振动频率跟踪方法及系统。
其中，本发明中的方法包括：
步骤1：对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
步骤2：对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
步骤3：基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果。
其中，本方法的原理为：
在计算量方面：在获得流量管的振动信号后，对振动信号进行实数相关的频谱索引计算，在频域法频率跟踪算法中，计算信号频谱索引步骤的计算量占比是最大的部分，现有频域法均利用离散傅里叶变换在频域计算信号频谱索引，涉及到大量的复数加法和复数乘法计算，计算量大。相比之下，本发明在时域实现了振动信号频谱索引计算，没有复数和复指数计算，只需少量的实数加法和实数乘法计算，显著降低了振动信号频谱索引步骤的计算量，从而降低了频率跟踪方法的计算量；
采用本发明不仅可以显著降低计算量，还可以准确地得到信号频谱索引值，从而进行频谱插值计算，和现有最优秀的频域法具有相同的频率跟踪精度。
优选的，所述步骤1具体为利用模数转换器对科氏流量计流量管的振动状态进行采样获得所述振动信号；
Figure 204667DEST_PATH_IMAGE002
Figure 26255DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 721678DEST_PATH_IMAGE001
为第
Figure 494462DEST_PATH_IMAGE011
时刻的振动信号，
Figure 300744DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 475373DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 76119DEST_PATH_IMAGE006
分别表示振动信号的频率、幅值和初相位，
Figure 336199DEST_PATH_IMAGE012
为采样频率，索引
Figure 946172DEST_PATH_IMAGE003
为采样时刻点，
Figure 709729DEST_PATH_IMAGE013
为信号长度，
Figure 513999DEST_PATH_IMAGE014
是均值为0且方差为
Figure 730217DEST_PATH_IMAGE010
的加性高斯白噪声。
优选的，所述步骤2具体包括：
将索引
Figure 143880DEST_PATH_IMAGE015
按照从0到
Figure 761944DEST_PATH_IMAGE016
的顺序进行逐点搜索，找到第一次出现
Figure 235650DEST_PATH_IMAGE017
且
Figure 204743DEST_PATH_IMAGE018
的两个点，此时的索引
Figure 156519DEST_PATH_IMAGE011
记为
Figure 160247DEST_PATH_IMAGE019
，计算得到
Figure 804855DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 28288DEST_PATH_IMAGE020
之间的第一上升过零时刻值
Figure 518175DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 110830DEST_PATH_IMAGE022
为第
Figure 660761DEST_PATH_IMAGE023
时刻的振动信号；
得到
Figure 604446DEST_PATH_IMAGE021
后，将索引
Figure 163603DEST_PATH_IMAGE015
按照从
Figure 876344DEST_PATH_IMAGE020
到
Figure 597175DEST_PATH_IMAGE024
的顺序进行逐点搜索，找到第二次出现
Figure 762578DEST_PATH_IMAGE025
且
Figure 361311DEST_PATH_IMAGE018
的两个点，此时的索引
Figure 194138DEST_PATH_IMAGE011
记为
Figure 85871DEST_PATH_IMAGE026
，计算得到
Figure 4148DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 905108DEST_PATH_IMAGE027
之间的第二上升过零时刻值
Figure 61283DEST_PATH_IMAGE028
；
根据所述第一上升过零时刻值
Figure 123917DEST_PATH_IMAGE021
和所述第二上升过零时刻值
Figure 263911DEST_PATH_IMAGE028
，计算得到信号频谱最大值索引
Figure 702983DEST_PATH_IMAGE029
。
优选的，所述第一上升过零时刻值
Figure 554744DEST_PATH_IMAGE021
采用以下公式进行计算获得：
Figure 788279DEST_PATH_IMAGE030
；
所述第二上升过零时刻值
Figure 415570DEST_PATH_IMAGE028
采用以下公式进行计算获得：
Figure 923911DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 54678DEST_PATH_IMAGE032
为第
Figure 724694DEST_PATH_IMAGE019
时刻的振动信号值，
Figure 839281DEST_PATH_IMAGE033
为第
Figure 354576DEST_PATH_IMAGE020
时刻的振动信号值，
Figure 106893DEST_PATH_IMAGE034
为第
Figure 947810DEST_PATH_IMAGE026
时刻的振动信号值，
Figure 549693DEST_PATH_IMAGE035
为第
Figure 134258DEST_PATH_IMAGE027
时刻的振动信号值。
优选的，所述信号频谱最大值索引
Figure 239617DEST_PATH_IMAGE029
采用以下公式进行计算获得：
Figure 985856DEST_PATH_IMAGE036
其中，
Figure 809456DEST_PATH_IMAGE037
表示取最接近于
Figure 932133DEST_PATH_IMAGE038
的整数。
优选的，所述步骤3具体包括：
根据信号频谱最大值索引
Figure 891998DEST_PATH_IMAGE029
；计算得到第一插值点频谱值
Figure 809139DEST_PATH_IMAGE039
和第二插值点频谱值
Figure 385614DEST_PATH_IMAGE040
；
根据所述第一插值点频谱值
Figure 547867DEST_PATH_IMAGE039
和所述第二插值点频谱值
Figure 362239DEST_PATH_IMAGE040
，计算得到第一频谱偏移量
Figure 715860DEST_PATH_IMAGE041
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 514052DEST_PATH_IMAGE041
计算得到信号复幅值粗略估计值
Figure 978531DEST_PATH_IMAGE042
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 647410DEST_PATH_IMAGE029
和所述第一频谱偏移量
Figure 171932DEST_PATH_IMAGE041
，计算得到第三插值点频谱值
Figure 457420DEST_PATH_IMAGE043
和第四插值点频谱值
Figure 991170DEST_PATH_IMAGE044
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 780134DEST_PATH_IMAGE041
和所述信号复幅值粗略估计值
Figure 741137DEST_PATH_IMAGE042
，计算得到第一频谱泄漏量
Figure 484227DEST_PATH_IMAGE045
和第二频谱泄漏量
Figure 290509DEST_PATH_IMAGE046
；
利用所述第一频谱泄漏量
Figure 199559DEST_PATH_IMAGE045
和所述第二频谱泄漏量
Figure 800305DEST_PATH_IMAGE046
对所述第三插值点频谱值
Figure 60385DEST_PATH_IMAGE043
和所述第四插值点频谱值
Figure 404779DEST_PATH_IMAGE044
进行校正，得到第五插值点频谱值
Figure 168335DEST_PATH_IMAGE047
和第六插值点频谱值
Figure 939982DEST_PATH_IMAGE048
；
基于所述第五插值点频谱值
Figure 687358DEST_PATH_IMAGE047
和所述第六插值点频谱值
Figure 835443DEST_PATH_IMAGE049
计算得到第二频谱偏移量
Figure 453506DEST_PATH_IMAGE050
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 661634DEST_PATH_IMAGE029
和所述第二频谱偏移量
Figure 630727DEST_PATH_IMAGE050
，计算得到信号频率
Figure 818388DEST_PATH_IMAGE051
，基于所述信号频率
Figure 556537DEST_PATH_IMAGE052
获得流量管的信号频率跟踪结果。
优选的，所述第五插值点频谱值
Figure 669986DEST_PATH_IMAGE047
和所述第六插值点频谱值
Figure 126375DEST_PATH_IMAGE049
采用以下公式进行计算获得：
Figure 616262DEST_PATH_IMAGE053
。
优选的，所述第二频谱偏移量
Figure 208918DEST_PATH_IMAGE050
采用以下公式进行计算获得：
Figure 758848DEST_PATH_IMAGE054
。
优选的，所述信号频率
Figure 436954DEST_PATH_IMAGE051
采用以下公式进行计算获得：
Figure 730532DEST_PATH_IMAGE055
。
其中，本发明中的系统包括：
采样单元，用于对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
频谱索引计算单元，用于对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
频率跟踪单元，用于基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果。
本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本方法及系统在获得科氏流量计振动频率时，能够同时在一定程度上保障计算精度、计算速度、计算量和实时性，能够满足工程实际需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本发明中科氏流量计振动频率跟踪方法的流程示意图；
图2是本发明中科氏流量计振动频率跟踪系统的组成示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例
请参考图1，本发明实施例提供了一种科氏流量计振动频率跟踪方法，所述方法包括：
步骤1：对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
步骤2：对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
步骤3：基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果。
在本方法实施例中，可以通过振动传感器采集流量计的振动信号。
本方法除了采样步骤以外主要包括两个较为重要的步骤，首先，利用正弦信号的周期特性，通过计算振动信号相邻的两个上升过零时刻值，在时域计算出信号频谱索引。然后，在频域对振动信号进行两点频谱插值，并通过频谱泄漏校正，实现了频率跟踪。
下面对本方法进行详细的介绍：
第一步：利用正弦函数的周期特性，对振动信号进行预处理。
按照
Figure 177694DEST_PATH_IMAGE011
从0到
Figure 898525DEST_PATH_IMAGE016
的顺序进行逐点搜索，找到第一次出现
Figure 329506DEST_PATH_IMAGE017
且
Figure 161196DEST_PATH_IMAGE018
的两个点，此时的索引
Figure 964329DEST_PATH_IMAGE011
记为
Figure 856062DEST_PATH_IMAGE019
，利用式（2）进行计算，得到
Figure 508760DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 144141DEST_PATH_IMAGE020
之间的第一上升过零时刻值
Figure 565895DEST_PATH_IMAGE021
。
Figure 894108DEST_PATH_IMAGE030
（2）
得到
Figure 768523DEST_PATH_IMAGE021
后，继续按照
Figure 207595DEST_PATH_IMAGE015
从
Figure 483855DEST_PATH_IMAGE020
到
Figure 982970DEST_PATH_IMAGE024
的顺序进行逐点搜索，找到第二次出现
Figure 344681DEST_PATH_IMAGE025
且
Figure 56285DEST_PATH_IMAGE018
的两个点，此时的索引
Figure 452631DEST_PATH_IMAGE011
记为
Figure 624112DEST_PATH_IMAGE026
，利用式（3）进行计算，得到
Figure 473119DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 253994DEST_PATH_IMAGE027
之间的第二上升过零时刻值
Figure 504846DEST_PATH_IMAGE028
。
Figure 80184DEST_PATH_IMAGE031
（3）
根据所述第一上升过零时刻值
Figure 682067DEST_PATH_IMAGE021
和第二上升过零时刻值
Figure 1053DEST_PATH_IMAGE028
，利用式（4）计算得到信号频谱最大值索引
Figure 371991DEST_PATH_IMAGE029
。
Figure 118230DEST_PATH_IMAGE036
（4）
式中，符号
Figure 676251DEST_PATH_IMAGE037
表示取最接近于
Figure 798927DEST_PATH_IMAGE038
的整数。在频域法频率跟踪算法中，计算信号频谱索引步骤的计算量占比是最大的部分，现有频域法均利用离散傅里叶变换在频域计算信号频谱索引，涉及到大量的复数加法和复数乘法计算，计算量大。相比之下，本发明通过公式（2）、（3）、（4）在时域实现了振动信号频谱索引计算，没有复数和复指数计算，只需少量的实数加法和实数乘法计算，显著降低了振动信号频谱索引步骤的计算量，从而降低了频率跟踪方法的计算量。
第二步：在振动信号频谱索引
Figure 758793DEST_PATH_IMAGE029
两边进行插值计算，跟踪信号频率。
根据所述频谱索引
Figure 442978DEST_PATH_IMAGE029
，利用式（5）计算得到第一插值点频谱值
Figure 753873DEST_PATH_IMAGE039
和第二插值点频谱值
Figure 414662DEST_PATH_IMAGE040
。
Figure 494613DEST_PATH_IMAGE056
（5）
式中，
Figure 848234DEST_PATH_IMAGE057
为虚数单位。
根据所述第一插值点频谱值
Figure 380847DEST_PATH_IMAGE039
和第二插值点频谱值
Figure 579747DEST_PATH_IMAGE040
，利用式（6）计算得到第一频谱偏移量
Figure 779784DEST_PATH_IMAGE041
。
Figure 304306DEST_PATH_IMAGE058
（6）
式中，符号
Figure 58636DEST_PATH_IMAGE059
表示取复数
Figure 326806DEST_PATH_IMAGE060
的实部。
然后利用第一频谱偏移量
Figure 115770DEST_PATH_IMAGE041
计算得到信号复幅值粗略估计值
Figure 545615DEST_PATH_IMAGE042
。
Figure 808145DEST_PATH_IMAGE061
（7）
根据所述频谱索引和所述第一频谱偏移量，利用式（8）计算得到第三插值点频谱值
Figure 614427DEST_PATH_IMAGE043
和第四插值点频谱值
Figure 257898DEST_PATH_IMAGE044
。
Figure 124222DEST_PATH_IMAGE063
（8）
根据所述第一频谱偏移量和所述信号复幅值粗略估计值，利用（9）分别计算得到第一频谱泄漏量
Figure 118723DEST_PATH_IMAGE045
和第二频谱泄漏量
Figure 728696DEST_PATH_IMAGE046
。
Figure 492253DEST_PATH_IMAGE064
（9）
式（9）中，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
表示所述复幅值粗略估计值
Figure 795058DEST_PATH_IMAGE042
的共轭复数。
利用式（10），对所述第三插值点频谱值和所述第四插值点频谱值进行校正，得到第五插值点频谱值
Figure 276855DEST_PATH_IMAGE047
和第六插值点频谱值
Figure 424940DEST_PATH_IMAGE048
。
Figure 308582DEST_PATH_IMAGE053
（10）
根据所述第五插值点频谱值和第六插值点频谱值，利用式（11）得到第二频谱偏移量
Figure 752595DEST_PATH_IMAGE050
。
Figure 456109DEST_PATH_IMAGE066
(11)
根据所述频谱索引和所述第二频谱偏移量，得到信号频率
Figure 407884DEST_PATH_IMAGE051
，实现科氏流量计振动频率跟踪。
Figure 880454DEST_PATH_IMAGE055
(12)
请参考图2，本发明实施例还提供了一种科氏流量计振动频率跟踪系统，所述系统包括：
采样单元，用于对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
频谱索引计算单元，用于对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
频率跟踪单元，用于基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种科氏流量计振动频率跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
步骤2：对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
步骤3：基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果；
所述步骤1具体为利用模数转换器对科氏流量计流量管的振动状态进行采样获得所述振动信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE004
时刻的振动信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
分别表示振动信号的频率、幅值和初相位，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为采样频率，索引
Figure 21908DEST_PATH_IMAGE002
为采样时刻点，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为信号长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
是均值为0且方差为
Figure DEST_PATH_IMAGE011
的加性高斯白噪声；
所述步骤2具体包括：
将索引
Figure DEST_PATH_IMAGE012
按照从0到
Figure DEST_PATH_IMAGE013
的顺序进行逐点搜索，找到第一次出现
Figure DEST_PATH_IMAGE014
且
Figure DEST_PATH_IMAGE015
的两个点，此时的索引
Figure 608223DEST_PATH_IMAGE004
记为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，计算得到
Figure 732168DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure DEST_PATH_IMAGE017
之间的第一上升过零时刻值
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE020
时刻的振动信号；
得到
Figure 924114DEST_PATH_IMAGE018
后，将索引
Figure 817115DEST_PATH_IMAGE004
按照从
Figure 905157DEST_PATH_IMAGE017
到
Figure 641032DEST_PATH_IMAGE013
的顺序进行逐点搜索，找到第二次出现
Figure 167828DEST_PATH_IMAGE014
且
Figure 305548DEST_PATH_IMAGE015
的两个点，此时的索引
Figure 564491DEST_PATH_IMAGE004
记为
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，计算得到
Figure 866291DEST_PATH_IMAGE021
和
Figure DEST_PATH_IMAGE022
之间的第二上升过零时刻值
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；
根据所述第一上升过零时刻值
Figure 665620DEST_PATH_IMAGE018
和所述第二上升过零时刻值
Figure 454584DEST_PATH_IMAGE023
，计算得到信号频谱最大值索引
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
所述信号频谱最大值索引
Figure 428969DEST_PATH_IMAGE024
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示取最接近于
Figure DEST_PATH_IMAGE027
的整数；
所述步骤3具体包括：
根据信号频谱最大值索引
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；计算得到第一插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE029
和第二插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE030
；
根据所述第一插值点频谱值
Figure 139436DEST_PATH_IMAGE029
和所述第二插值点频谱值
Figure 680139DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到第一频谱偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 871080DEST_PATH_IMAGE031
计算得到信号复幅值粗略估计值
Figure DEST_PATH_IMAGE032
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 675088DEST_PATH_IMAGE028
和所述第一频谱偏移量
Figure 997485DEST_PATH_IMAGE031
，计算得到第三插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE033
和第四插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE034
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 889348DEST_PATH_IMAGE031
和所述信号复幅值粗略估计值
Figure 652905DEST_PATH_IMAGE032
，计算得到第一频谱泄漏量
Figure DEST_PATH_IMAGE035
和第二频谱泄漏量
Figure DEST_PATH_IMAGE036
；
利用所述第一频谱泄漏量
Figure 690131DEST_PATH_IMAGE035
和所述第二频谱泄漏量
Figure 906349DEST_PATH_IMAGE036
对所述第三插值点频谱值
Figure 130132DEST_PATH_IMAGE033
和所述第四插值点频谱值
Figure 685878DEST_PATH_IMAGE034
进行校正，得到第五插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE037
和第六插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE038
；
基于所述第五插值点频谱值
Figure 690744DEST_PATH_IMAGE037
和所述第六插值点频谱值
Figure DEST_PATH_IMAGE039
计算得到第二频谱偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE040
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 941727DEST_PATH_IMAGE028
和所述第二频谱偏移量
Figure 627924DEST_PATH_IMAGE040
，计算得到信号频率
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，基于所述信号频率
Figure 897231DEST_PATH_IMAGE041
获得流量管的信号频率跟踪结果；
所述信号频率
Figure 354888DEST_PATH_IMAGE041
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
。
2.根据权利要求1所述的一种科氏流量计振动频率跟踪方法，其特征在于，所述第一上升过零时刻值
Figure 748961DEST_PATH_IMAGE018
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
；
所述第二上升过零时刻值
Figure DEST_PATH_IMAGE044
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
为第
Figure 645372DEST_PATH_IMAGE016
时刻的振动信号值，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为第
Figure 175711DEST_PATH_IMAGE017
时刻的振动信号值，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
为第
Figure 256799DEST_PATH_IMAGE021
时刻的振动信号值，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为第
Figure 276183DEST_PATH_IMAGE022
时刻的振动信号值。
3.根据权利要求1所述的一种科氏流量计振动频率跟踪方法，其特征在于，所述第五插值点频谱值
Figure 507445DEST_PATH_IMAGE037
和所述第六插值点频谱值
Figure 954606DEST_PATH_IMAGE038
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE050
。
4.根据权利要求1所述的一种科氏流量计振动频率跟踪方法，其特征在于，所述第二频谱偏移量
Figure 941017DEST_PATH_IMAGE040
采用以下公式进行计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE051
。
5.一种采用权利要求1-4中任意一个所述科氏流量计振动频率跟踪方法的科氏流量计振动频率跟踪系统，其特征在于，所述系统包括：
采样单元，用于对流量管的振动状态进行采样获得振动信号；
频谱索引计算单元，用于对所述振动信号进行实数相关的频谱索引计算，获得频谱索引计算结果；
频率跟踪单元，用于基于所述频谱索引计算结果在频域对所述振动信号进行两点频谱插值计算以及频谱泄漏校正处理获得流量管的信号频率跟踪结果；
所述采样单元采用以下公式利用模数转换器对科氏流量计流量管的振动状态进行采样获得所述振动信号；
Figure 185048DEST_PATH_IMAGE001
Figure 220000DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 787247DEST_PATH_IMAGE003
为第
Figure 741297DEST_PATH_IMAGE004
时刻的振动信号，
Figure 331678DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 967059DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 936283DEST_PATH_IMAGE007
分别表示振动信号的频率、幅值和初相位，
Figure 202179DEST_PATH_IMAGE008
为采样频率，索引
Figure 76594DEST_PATH_IMAGE002
为采样时刻点，
Figure 577983DEST_PATH_IMAGE009
为信号长度，
Figure 57506DEST_PATH_IMAGE010
是均值为0且方差为
Figure 291041DEST_PATH_IMAGE011
的加性高斯白噪声；
所述频谱索引计算单元采用以下方式获得频谱索引计算结果：
将索引
Figure 465802DEST_PATH_IMAGE012
按照从0到
Figure 442985DEST_PATH_IMAGE013
的顺序进行逐点搜索，找到第一次出现
Figure 777014DEST_PATH_IMAGE014
且
Figure 243768DEST_PATH_IMAGE015
的两个点，此时的索引
Figure 92775DEST_PATH_IMAGE004
记为
Figure 811332DEST_PATH_IMAGE016
，计算得到
Figure 872305DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 650905DEST_PATH_IMAGE017
之间的第一上升过零时刻值
Figure 987208DEST_PATH_IMAGE018
，其中，
Figure 368511DEST_PATH_IMAGE019
为第
Figure 677133DEST_PATH_IMAGE020
时刻的振动信号；
得到
Figure 423372DEST_PATH_IMAGE018
后，将索引
Figure 794441DEST_PATH_IMAGE004
按照从
Figure 120380DEST_PATH_IMAGE017
到
Figure 80246DEST_PATH_IMAGE013
的顺序进行逐点搜索，找到第二次出现
Figure 325283DEST_PATH_IMAGE014
且
Figure 573861DEST_PATH_IMAGE015
的两个点，此时的索引
Figure 234650DEST_PATH_IMAGE004
记为
Figure 127651DEST_PATH_IMAGE021
，计算得到
Figure 418955DEST_PATH_IMAGE021
和
Figure 951567DEST_PATH_IMAGE022
之间的第二上升过零时刻值
Figure 743943DEST_PATH_IMAGE023
；
根据所述第一上升过零时刻值
Figure 350505DEST_PATH_IMAGE018
和所述第二上升过零时刻值
Figure 875027DEST_PATH_IMAGE023
，计算得到信号频谱最大值索引
Figure 973564DEST_PATH_IMAGE024
；
所述信号频谱最大值索引
Figure 913838DEST_PATH_IMAGE024
采用以下公式进行计算获得：
Figure 702803DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure 726122DEST_PATH_IMAGE026
表示取最接近于
Figure 905431DEST_PATH_IMAGE027
的整数；
所述频率跟踪单元采用以下方式获得流量管的信号频率跟踪结果具体包括：
根据信号频谱最大值索引
Figure 787412DEST_PATH_IMAGE028
；计算得到第一插值点频谱值
Figure 696462DEST_PATH_IMAGE029
和第二插值点频谱值
Figure 500470DEST_PATH_IMAGE030
；
根据所述第一插值点频谱值
Figure 557288DEST_PATH_IMAGE029
和所述第二插值点频谱值
Figure 901681DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到第一频谱偏移量
Figure 868500DEST_PATH_IMAGE031
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 453196DEST_PATH_IMAGE031
计算得到信号复幅值粗略估计值
Figure 138256DEST_PATH_IMAGE032
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 286340DEST_PATH_IMAGE028
和所述第一频谱偏移量
Figure 232300DEST_PATH_IMAGE031
，计算得到第三插值点频谱值
Figure 378110DEST_PATH_IMAGE033
和第四插值点频谱值
Figure 81624DEST_PATH_IMAGE034
；
基于所述第一频谱偏移量
Figure 846449DEST_PATH_IMAGE031
和所述信号复幅值粗略估计值
Figure 522281DEST_PATH_IMAGE032
，计算得到第一频谱泄漏量
Figure 963626DEST_PATH_IMAGE035
和第二频谱泄漏量
Figure 154436DEST_PATH_IMAGE036
；
利用所述第一频谱泄漏量
Figure 582006DEST_PATH_IMAGE035
和所述第二频谱泄漏量
Figure 253290DEST_PATH_IMAGE036
对所述第三插值点频谱值
Figure 803220DEST_PATH_IMAGE033
和所述第四插值点频谱值
Figure 419010DEST_PATH_IMAGE034
进行校正，得到第五插值点频谱值
Figure 774904DEST_PATH_IMAGE037
和第六插值点频谱值
Figure 222066DEST_PATH_IMAGE038
；
基于所述第五插值点频谱值
Figure 880581DEST_PATH_IMAGE037
和所述第六插值点频谱值
Figure 45983DEST_PATH_IMAGE039
计算得到第二频谱偏移量
Figure 953372DEST_PATH_IMAGE040
；
基于信号频谱最大值索引
Figure 192723DEST_PATH_IMAGE028
和所述第二频谱偏移量
Figure 412352DEST_PATH_IMAGE040
，计算得到信号频率
Figure 65050DEST_PATH_IMAGE041
，基于所述信号频率
Figure 372535DEST_PATH_IMAGE041
获得流量管的信号频率跟踪结果；
所述信号频率
Figure 872917DEST_PATH_IMAGE041
采用以下公式进行计算获得：
Figure 935551DEST_PATH_IMAGE042
。
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