数滤创新

1、过滤与分离机械的创新进展是什么样的？

过滤与分离机械的创新进展：
随着国际新形势逐渐复杂化和环保行业以及全球能源的快速进步，药剂、食品、冶金、化工、核工以及国防等行业的要求日渐高纯净化、高品位化，同时伴随着全球化经济低碳化，全世界各个国家对分离与过滤机械工业的重视度和关注度逐渐增加。目前市场，市场贸易，资本公众化以及企业联合化、信息流通和先进技术一体化的格局已经成为发达国家在分离与过滤行业中的一个重要举措。
1、国外分离与过滤机械发展历程
1965年在英国，20个国家一起联盟成立了国际过滤学会，此后的多年间各国进行了越来越多的国际性行业交流。1974年到2013年总计举办了11届世界过滤大会，这是全球级别最高的分离与过滤行业会议。随后，世界过滤组织于1990年法国创办，很多国家以此为契机在当地创立了各类分离与过滤学会与协会，同时创立了以各国为头衔的专业性期刊或杂志，世界分离与过滤技术得到了快速而有效的发展。近些年，国外分离与过滤机械行业有了快速的进步和发展。2011年全球该行业的总产值约2500亿美元，里面亚洲产值就高达800多亿美元，其中膜类产值约占25%左右；美国2012年单单膜类产品产值就高达25多亿美元。
2、国外分离与过滤机械发展现状
1）分离与过滤机械的产品主要类型
分离与过滤机械包含在化工过程与控制机械及设备的范畴里。目前国内外的分离与过滤种类特别多，主要的设备和机械有物质分离机械有筛与电磁选分设备、膜分离设备、干燥设备、气溶胶分离设备、离子交换设备、离心分离器、萃取器、吸收设备、精馏设备等。国内外当前对于分离与过滤设备的划分类型还没有一个统一的参照标准，都是根据自己的情况来定位的。到了二十一世纪，大部分经济发达国家都比较喜欢按照设备的工作原理来划分机械类型，其中按照推动力的相同性分叫做“类”，根据整机的结构分成为“型”，根据主要特征分成为“式”。
2）主要分离与过滤机械产品发展史
早在十八世纪，我国第一次使用布袋来过滤豆浆，第一次使用离心力原理来分离蜂蜜。从这之后的几百年中，世界各国分离与过滤技术都没有得到很好的发展和创新，直至十九世纪板框压滤机才被首次发明出来，到了二十世纪，机械产品的开发才出现了较快的发展势头，并且一举发明了超导分离、纳米过滤、全自动化作业、机器人操作等高科技机械产品。
3、国外分离与过滤机械发展势头
当今世界，高新技术迅猛发展，这种强大的发展趋势也给分离与过滤机械产品的创新和发展注入了新力量和源泉，超音速铀分离、超导分离、激光分离、超声波过滤、纳米超滤、仿真自滤等高科技项目不断推新，其整个行业发展势头与相关产业的进步起头并进，主要表现可总结为以下几个方面：
1）高参数趋势
第一是大规格趋势：因为资源以及能源开发、三废治理、环保等工业逐渐朝着大型化的方向发展，就需要有大型号大规模的分离与过滤设备提供支持，比如Φ3000离心分离机以及2000m2压滤机等。第二是高速率趋势：当前各企业的管理者都比较重生产效率问题，为了满足企业对特殊材料的分离任务并保障设备的工作质量和效率，就必须有高速运转且高速过滤的设备作为后盾，比如音速铀浓缩离心分离机以及高速率旋叶压滤机等，并且它们都采用了针状轴承整机以及磁力全速动平衡技术。第三是高精度趋势：目前全球精细化工、医药生物等行业的发展速度越来越快，为了提高此类产品的纯度质量，就要有更加精细的设备，比如高精度精密膜分离器、千级铀扩散膜滤机组、十字流动态过滤机等。第四是高压力趋势：节能是当前世界关注的重点课题，为了尽可能大的减少产品的含液量，以达到降低干燥产品过程中的能耗，设备的压力就应该逐渐增大，比如加压叶滤机等。
2）节能多功能趋势
随着医药生物工程技术水平的不断发展，贵重制品的污染以及节约现在已经得到了相关人士的持续关注，为了实现这一目标，就要设计出节能减排共更能、干燥功能、过滤功能和集反应功能共有的一体化设备，像具备压榨功能的多功能加压过滤机以及水平带式过滤机等。
3）智能化趋势
为了适应特殊场合的需求并且提高机械的生产效率和质量，我们必须采用全自动化高水平且能够连续作业的专业设备，逐渐朝着机器人操作以及电脑控制的方向发展，像控无人操作碟型分离机或者水平带型过滤机等。
4）材料新型化趋势
未来设备的机械性能一定会逐渐提高，这就需要抗腐蚀性能、耐磨性、刚度、强度优异等新材料的支持，例如新型合成树脂、橡胶、硬质合金SiO2、陶瓷、工程塑料复合而成的新型材料，除此之外还需要零件表面镀镍磷技术以及喷涂、衬包、镶嵌、粘结新工艺的支持。在分离效率及精度方面也将得到很好的发展，这就对过滤分离机械的过滤介质，其心脏材料有了严格的要求。比如烧结网、滤布等。

2、数字滤波技术的介绍

数字滤波技术是指在软件中对采集到的数据进行电磁兼容消除干扰的处理。一般来说，除了在硬件中对信号采取抗干扰措施之外，还要在软件中进行数字滤波的处理，以进一步消除附加在数据中的各式各样的干扰，使采集到的数据能够真实的反映现场的工艺实际情况。这里介绍的是可以用于工控软件中的一般的数字滤波技术，能够满足一般的数据处理需要，更为复杂的数字滤波这里不作进一步的介绍。

3、数字滤波器可以实现什么常用的功能，和模拟滤波器的区别在哪儿？

滤波器就是频率选择器，选出需要的频率成分，把不需要的频率成分去掉。描述频率成分的应是频率空间，即对原始信号作傅里叶变换的频谱空间，在频谱空间上让那些需要的频率成分乘以1，就保留了，不需要的频率成分乘以0，就滤除了。数字滤波器正是根据以上原理，在频域里设计好滤波器的传递函数，与原始信号的傅里叶变换相乘，再反傅里叶变换回去就可以了。当然，也可以把传递函数作反傅里叶变换，得到时域（一维信号）或空域（二维信号）的模板，用模板对原始信号卷积就可以了。
数字滤波器利用了当前点前后的数据，滤波器模板是对称的，因而不会有相移，模拟滤波器由于对于当前点，只有过去的信号可以利用，将来的信号未知，即模拟滤波器不是对称的滤波器，因而必定存在相移。数字滤波器很容易用逻辑器件、可编程器件实现，而模拟滤波器不能只用逻辑器件实现，一般需要电阻、电容和电感的组合电路实现。
数字滤波器的滤波速度相对比较慢，模拟滤波器滤波速度非常快，因为对于电路来说，信号输入后几乎不用延时就有信号输出了
希望能帮到你。

4、数字滤波原理简介

地震记录中包含有效波和干扰波两部分。在地震勘探工作中，压制干扰，提高信噪比 是一项贯彻始终的内容，数字滤波就是其中的一个重要环节。

（一）有效波与干扰波

在地震勘探野外施工中，地震仪可记录到观测点附近的所有扰动。在这些扰动中用于 解决所提出的地质任务的波称为有效波，而那些与勘探任务无关且妨碍对有效波追踪和识 别的波都属于干扰波。干扰波有时是相对的概念，如在反射波法中，折射波就常被视为干 扰波。

干扰波大体可分为两种：其中有明显传播规律的称为规则干扰波，如声波、面波、工 业电干扰、浅层折射波、多次反射波等；没有明显传播规律的振动称为不规则干扰波（又 称随机干扰波），如微震、刮风、海浪及人为因素等在地震记录上显现的那些杂乱无章 的 随机波动。在野外采集和资料处理中采用多种措施，用以突出有效波压制干扰波。

（二）数字滤波原理

一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程称为滤波：原始信号称为输入，新信号称为输出，通过的装置称为滤波器。这里所说的“信号”和“装置”，应当广义地 去理解：可能是具体的（如电流“信号”和电感、电容、电阻等元件组成的“装置”），也 可能是抽象的（如数和数学运算）。

图1-41 不同滤波器的响应特性

当输入为单位脉冲δt时，输出的信号是滤 波器的脉冲响应，响应的波形与输入的波形是 不同的；同一单位脉冲输入不同的滤波器，输 出脉冲响应的波形也是不同的，如图1-41所 示。这就是说，滤波器的特性可以改变输入信 号。据此，我们就可依期望输出的波形选择滤 波器的特性或设计滤波因子。

所谓数字滤波，是将输入信号离散取样变 为数字信号，系统的特性设计为数学函数（称权函数），然后使数字信号与数学函数进行 数学运算，得到新的数字信号输出。

现在我们来简单讨论数字信号滤波的具体过程。

对共反射点资料来说，有效波是一次反射波，如果把地震记录X（t）写成两部分之 和，即

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其中：S（t）与n（t）分别表示有效波和噪声。根据数字滤波的线性，可以把输出表示为

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即相当于S（t）与n（t）分别进行数字滤波所得结果之和，但我们的目的是压制噪声、增

强有效波。为此，我们希望

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从频率域角度，则期望

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上式等同于

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若信号S（t）和噪声n（t）的频谱是分离的，不重叠，则可令

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确定了H（f），即可根据傅氏变换求出h（t）。这样，由H（f）与X（f）乘积得到Y（f），即

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根据褶积定理，频率域中的乘积在时间域中为褶积，即

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表明时间域中的滤波是通过输入信号X（t）与滤波器的脉冲响应h（t）的褶积运算实现的。

在地震勘探中，有时有效波和干扰波的频谱成分十分接近甚至重合，这就无法利用频 率滤波压制干扰，需要利用有效波和干扰波在其他方面的差异进行滤波。如果两者在视速 度方面有差异，则可进行视速度滤波。由于褶积运算中涉及时间和空间两个变量，所以称 为二维滤波。

地震波在地下传播时，地球介质相当于一个滤波器，滤去了较高的频率成分，保留下 较低的频率成分，此称“大地滤波作用”。高频成分的损失使频谱变窄，致使激发的短脉 冲经大地滤波作用后延续时间加长，所以地层可看做是一个具有低通频率特性的滤波器。

为了提高地震记录的分辨率和信噪比，把延长了的波形压缩成近于未受大地滤波作用 的脉冲子波，此项处理称为反滤波。反滤波过程刚好与前一滤波过程的作用相反。

5、常用的数字滤波的方法都有哪些，写出其中三种数字滤波的算法

经典滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路 。
现代滤波
现代滤波思想是和经典滤波思想截然不同的。现代滤波是利用信号的随机性的本质，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，估计出信号本身。一旦信号被估计出，得到的信号本身比原来的信噪比高出许多。典型的数字滤波器有Kalman滤波，Wenner滤波，自适应滤波，小波变换（wavelet）等手段[3] 。从本质上讲，数字滤波实际上是一种算法，这种算法在数字设备上得以实现。这里的数字设备不仅包含计算机，还有嵌入式设备如：DSP，FPGA，ARM等。

6、数字滤波技术的分类

1.死区处理
从工业现场采集到的信号往往会在一定的范围内不断的波动，或者说有频率较高、能量不大的干扰叠加在信号上，这种情况往往出现在应用共控板卡的场合，此时采集到的数据有效值的最后一位不停的波动，难以稳定。这种情况可以采取死区处理，把波停波动的值进行死区处理，只有当变化超出某值时才认为该值发生了变化。比如编程时可以先对数据除以10，然后取整，去掉波动项。
2.算术平均值法
公式为YK =(X1+X2+X3+…+XN)/N，在一个周期内的不同时间点取样，然后求其平均值，这种方法可以有效的消除周期性的干扰。同样，这种方法还可以推广成为连续几个周期进行平均。
3.中值滤波法
这种方法的原理是将采集到的若干个周期的变量值进行排序，然后取排好顺序的值得中间的值，这种方法可以有效的防止受到突发性脉冲干扰的数据进入。在实际使用时，排序的周期的数量要选择适当，如果选择过小，可能起不到去除干扰的作用，选择的数量过大，会造成采样数据的时延过大，造成系统性能变差。
4.低通滤波法
公式为YK =QXK+(1-Q)YK-1 截止频率为f=K/2πT。这种滤波方式相当于使采集到的数据通过一次低通滤波器。来自线现场的的往往是4---20mA信号，它的变化一般比较缓慢，而干扰一般带有突发性的特点，变化频率较高，而低通滤波器就可以滤除这种干扰，这就是低通滤波的原理。实际使用时要选择合理的Q值，过高过低都不能达到目的。
5.滑动滤波法
滑动滤波法是从一阶低通滤波法推广过来的，原理是信号不会出现突变，这种方法也有其局限性，所有的信号的突变都看作干扰。但这种方式可以应用在一些比较特殊的场合，使用时相应的数据处理过程也要做变化，比如PID的参数。滑动滤波法的公式是：Yn=Q1Xn+Q2Xn-1+Q3Xn-2，其中Q1 + Q2+ Q3 =1且Q1 >Q2> Q3。

7、什么叫数字滤波？数字滤波的优势？

http://ke.网络.com/view/163224.htm

8、数字滤波的现代滤波

现代滤波思想是和经典滤波思想截然不同的。现代滤波是利用信号的随机性的本质，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，估计出信号本身。一旦信号被估计出，得到的信号本身比原来的信噪比高出许多。典型的数字滤波器有Kalman滤波，Wenner滤波，自适应滤波，小波变换（wavelet）等手段 。从本质上讲，数字滤波实际上是一种算法，这种算法在数字设备上得以实现。这里的数字设备不仅包含计算机，还有嵌入式设备如：DSP，FPGA，ARM等。

9、什么叫数字滤波？数字滤波与模拟滤波相比有什么突出优点？

(1)数字滤波是用程序实现的，不需要增加任何硬设备，也不存在阻抗匹配问题，可以多个通道共用，不但可以节约投资，还可以提高可靠性和稳定性。
(2)可以对频率很低的信号实现滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的影响，频率不能太低。
(3)灵活性好。可以用不同的滤波程序实现不同的滤波方法

10、简述数字滤波技术，其算法有哪些

1、定义
所谓数字滤波，
就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。
故实质上它是一种程序滤波。
2、算法
算术平均值法、
中位值滤波法、
限幅滤波法、
惯性滤波法。