不同颗粒浓度油液压力振动信号特征的HHT提取
发布时间：2021-02-28 13:41
颗粒浓度对油液的湍流脉动特性有一定的影响,利用Hilbert-Huang变换方法对含不同颗粒浓度的油液脉动流的压力信号进行分析,探讨颗粒浓度对压力信号的振动特征的影响规律。利用经验模态函数（EMD）、Hilbert变换和包络解调等方法,获取压力信号的Hilbert谱和信号能量特征,分析了不同颗粒浓度的油液压力信号的能量分布和调幅调频特征以及调制信号的瞬时频率。结果表明以IMF能量作为特征向量将各阶IMF分量划分为3个信号特征频带,随着颗粒浓度的增加,高频率区的累积分布基本稳定在0.7范围内,而中频率区出现下降、低频率区呈现上升的状态;高频率区的边际谱平均幅值随着油液中颗粒浓度的增加呈现先增加后降低的发展趋势,中低频率成分的幅值呈增加的趋势;对压力信号在不同频带内的瞬时能量谱进行积分,得到压力信号的总能量随着颗粒浓度的增加出现下降趋势,中频率区的能量特征值呈逐渐衰减的变化趋势;含不同颗粒浓度的油液压力信号具有调制特征,Hilbert包络解调信号的瞬时频率均值呈先增加后下降的发展趋势。
【文章来源】：光学精密工程. 2019,27(11)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
油液脉动流的实验装置示意图
利用LABVIEW软件编制数据采集的前面板如图2所示。前面板中主要包含参数设置区和波形图显示区，设置有滤波器、数据保存、图像保存等按钮控件。可以实现滤波器启动、实验数据和图像的存储功能。波形图显示区是实时显示管道油液的进口压力、出口压力的采样值随时间的变化情况。参数设置区是NI-DAQmx任务压力信号采集参数的选择，油液脉动流压力信号的连接方式为RSE，采样率为1 000Hz，采样点数为6 000点和采样方式为Continuous Samplies。
图6 含0.971×10-6压力信号IMF4的包络解调由图8(c），图8(e）可见含4.57×10-6颗粒浓度的油液脉动流压力信号的IMF4分量具有调频、调幅调制特征，由图8(b)IMF4分量的频谱可见其频率带宽在0～95Hz范围内，最大幅值对应的频率为49.8 Hz，其次在主频的两侧分布有相差4.883Hz的倍频34.18 Hz,40.04 Hz,44.92Hz,52.73Hz和54.69 Hz等，可见IMF4分量的信号是被中心频率为4.883 Hz的信号所调制的结果。经过包络解调后，由图8(d）可见，经过Hilbert解调后的包络信号的中心频率为4.883Hz；图8(e),(f）可见调制信号疏密相间的特点，其瞬时频率的均值为49.941 2 Hz，调制信号在0.378s时刻瞬时频率的幅值出现峰值，表明在此时刻出现较大的调制频率对信号进行调制的特征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多源数据多特征融合的弱小目标关联研究[J]. 刘铮,毛宏霞,戴聪明,魏合理. 红外与激光工程. 2019(05)
[2]液压油路气液两相传质的光学测量[J]. 田昊. 光学精密工程. 2018(12)
[3]多层次信息融合在铁谱图像磨粒识别中的应用[J]. 徐斌,温广瑞,苏宇,张志芬,陈峰,孙耀宁. 光学精密工程. 2018(06)
[4]自振射流喷嘴腔内压力信号分析方法的研究[J]. 徐平平,柳靖,马飞,汪晖,蔡腾飞,马琳. 振动与冲击. 2015(17)
[5]基于HHT法的流化床内生物质和石英砂双组分颗粒压差脉动信号分析[J]. 赵凯,仲兆平,王肖祎,王泽宇. 化工学报. 2015(04)
[6]基于Hilbert谱的心率变异信号时频分析方法[J]. 董红生,张爱华,邱天爽,郝晓弘. 仪器仪表学报. 2011(02)
[7]基于希尔伯特-黄变换和隐马尔可夫模型的气液两相流流型识别方法[J]. 周云龙,张学清,张松林. 仪器仪表学报. 2009(07)
[8]弧形闸门流激振动脉动压力HHT分析[J]. 瞿伟廉,刘少兵,王锦文,刘晶. 武汉理工大学学报. 2006(09)
本文编号：3055931
【文章来源】：光学精密工程. 2019,27(11)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
油液脉动流的实验装置示意图
利用LABVIEW软件编制数据采集的前面板如图2所示。前面板中主要包含参数设置区和波形图显示区，设置有滤波器、数据保存、图像保存等按钮控件。可以实现滤波器启动、实验数据和图像的存储功能。波形图显示区是实时显示管道油液的进口压力、出口压力的采样值随时间的变化情况。参数设置区是NI-DAQmx任务压力信号采集参数的选择，油液脉动流压力信号的连接方式为RSE，采样率为1 000Hz，采样点数为6 000点和采样方式为Continuous Samplies。
图6 含0.971×10-6压力信号IMF4的包络解调由图8(c），图8(e）可见含4.57×10-6颗粒浓度的油液脉动流压力信号的IMF4分量具有调频、调幅调制特征，由图8(b)IMF4分量的频谱可见其频率带宽在0～95Hz范围内，最大幅值对应的频率为49.8 Hz，其次在主频的两侧分布有相差4.883Hz的倍频34.18 Hz,40.04 Hz,44.92Hz,52.73Hz和54.69 Hz等，可见IMF4分量的信号是被中心频率为4.883 Hz的信号所调制的结果。经过包络解调后，由图8(d）可见，经过Hilbert解调后的包络信号的中心频率为4.883Hz；图8(e),(f）可见调制信号疏密相间的特点，其瞬时频率的均值为49.941 2 Hz，调制信号在0.378s时刻瞬时频率的幅值出现峰值，表明在此时刻出现较大的调制频率对信号进行调制的特征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多源数据多特征融合的弱小目标关联研究[J]. 刘铮,毛宏霞,戴聪明,魏合理. 红外与激光工程. 2019(05)
[2]液压油路气液两相传质的光学测量[J]. 田昊. 光学精密工程. 2018(12)
[3]多层次信息融合在铁谱图像磨粒识别中的应用[J]. 徐斌,温广瑞,苏宇,张志芬,陈峰,孙耀宁. 光学精密工程. 2018(06)
[4]自振射流喷嘴腔内压力信号分析方法的研究[J]. 徐平平,柳靖,马飞,汪晖,蔡腾飞,马琳. 振动与冲击. 2015(17)
[5]基于HHT法的流化床内生物质和石英砂双组分颗粒压差脉动信号分析[J]. 赵凯,仲兆平,王肖祎,王泽宇. 化工学报. 2015(04)
[6]基于Hilbert谱的心率变异信号时频分析方法[J]. 董红生,张爱华,邱天爽,郝晓弘. 仪器仪表学报. 2011(02)
[7]基于希尔伯特-黄变换和隐马尔可夫模型的气液两相流流型识别方法[J]. 周云龙,张学清,张松林. 仪器仪表学报. 2009(07)
[8]弧形闸门流激振动脉动压力HHT分析[J]. 瞿伟廉,刘少兵,王锦文,刘晶. 武汉理工大学学报. 2006(09)
本文编号：3055931
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