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Time difference detection based on sliding window all-phase FFT and Kalman filtering for precise flow measurement

快速傅里叶变换 卡尔曼滤波器 滑动窗口协议 重复性 计算机科学 算法 频域 信号(编程语言) 时域 控制理论(社会学) 相位差 窗口(计算) 数学 人工智能 计算机视觉 统计 电信 带宽(计算) 控制(管理) 操作系统 程序设计语言
作者
Jiaqi Jing,Dezhi Zheng,Shangchun Fan
出处
期刊:Review of Scientific Instruments [American Institute of Physics]
卷期号:95 (4)
标识
DOI:10.1063/5.0197084
摘要

Coriolis mass flowmeter (CMF) measures the mass flow rate by detecting the time difference, typically using frequency domain methods. However, the spectrum leakage is the primary challenge. To address this issue, a new time difference detection method is proposed utilizing sliding window and all-phase fast Fourier transform. The computational complexity is reduced considering the changes in signal frequency. To further improve the stability and response speed of the measured value, a Kalman filtering algorithm based on variance detection is also proposed for post-processing. A transmitter system is developed to validate the proposed methods. The results demonstrate that, for single phase fluids, the accuracy is better than 0.5‰ and the repeatability is better than 0.2‰, thereby offering an improvement in the accuracy of CMF and supporting for industrial applications.
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