强管道振动下涡街流量计的信号建模与处理方法

发布时间：2024-04-09 06:13

　　涡街流量计由于结构简单、使用寿命长、能够测量多种介质等优点,被广泛应用于电力行业等工业过程中的流量测量。但是,基于流体振动原理工作的涡街流量传感器对管道振动非常敏感,而在实际工况下,管道振动是普遍存在的。管道振动干扰可分为周期性正弦振动干扰和瞬态冲击振动干扰。当振动干扰的能量超过涡街流量信号的能量时,常规的数字信号处理方法就无法排除该干扰,这将严重影响到涡街流量计测量的准确性。因此,为了增强涡街流量计在复杂工况下测量的可靠性,研究其抗强振动干扰方法具有非常重要的意义。针对周期振动干扰,基于涡街流量传感器输出信号的实验数据,通过滤波和提取峰值,对信号幅值和频率的波动特性进行分析和对比。通过概率密度分析和周期差分序列分析,提取波动特征规律。根据幅值调制和频率调制的特性,建立了涡街流量信号、周期振动干扰和同频信号的数学模型,并研究了模型参数与信号频率的规律。通过误差分析,验证了这三类信号模型的有效性,进而验证了信号幅值和频率波动特性分析的可靠性,为基于频率方差的抗周期振动干扰方法奠定了理论基础。在基于频率方差的抗周期振动干扰方法中,高精度的频率估计是保证其可靠性的关键。为了提高频率估计方法的...

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【部分图文】：

图1.1卡门涡街形成示意图

自动监控技术被迫切的需要，其中，流量是火力发电厂待检测的重要参一，如送风量和蒸汽流量测量的准确性将直接影响电厂锅炉的生产效率全性能。所以，流体流量的实时准确测量对电厂的安全高效运行具有重作用［４］。??流量测量的原理和仪表类别繁多，在流程工业中，一般采用差压式、积式、速度式和质量....

图１．３双传感器设计的内部封装结构??Ｆｉｇ?１．３?Ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｐａｃｋａｇｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ?ｓｅｎｓｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

该方法运算量大。为了满足低功耗实时实现的需求，该公司设计了专??用的集成电路（ＡＳＩＣ），用硬件的方式来对涡街信号进行处理，成本较高［２７］。??愚??图１．４日本横河公司传感器结构示意图??Ｆｉｇ?１．４?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｙｏｋｏｇａｗａ?ｓｅ....

图１．４日本横河公司传感器结构示意图??Ｆｉｇ?１．４?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｙｏｋｏｇａｗａ?ｓｅｎｓｏｒ??

Ｉ??屮??图１．３双传感器设计的内部封装结构??Ｆｉｇ?１．３?Ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｐａｃｋａｇｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ?ｓｅｎｓｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??德国菲时博特公司（Ｆｉｓｃｈｅｒ＆Ｐｏｒｔｅｒ）基于流量传感器结合补偿传感器的??双传感器结构，采用差分补偿的....

图１．６常规单传感器结构示意图??Ｆｉｇ?１．６?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｖｏｒｔｅｘ?ｆｌｏｗ?ｓｅｎｓｏｒ??

然可能引入测量误差｜３５］。??中国计量学院潘岚等人通过设计一种悬浮式差动结构的传感器来减弱??瞬态冲击振动的干扰，其传感器结构的示意图如图１．７中Ｂ所示通过在??中心平板的两侧安装两个完全对称的压电元件来形成差动模式。经过实验验??证，该结构能减弱瞬态冲击振动对涡街流量计的干扰....

本文编号：3949442